表面增强拉曼散射(Surface-Enhanced Raman Scattering，简称SERS)，用通常的拉曼光谱法测定吸附在胶质金属颗粒如银、金或铜表面的样来自品，或吸附在这些金属片的粗糙表面上的样品。尽管原因尚厂祖不明朗，人们发现被吸附的样品其拉曼光谱的强度可提高10^3-10^6倍。主要用于吸附物种的状态解析等
- 中文名称 表面增强拉曼
- 外文名称 Surface-Enhanced Raman Scattering
- 简称 SERS
- 应用 吸附物种的状态解析等
历史
Fleischmann 等人来自于1974 年对光滑银电极表面进行粗糙化处理后,首次获得吸附在银电360百科极表面上单分子层吡啶分子的高质量的拉曼光谱。但Fleishmann认为这是由于电极表面的粗糙化，电极真实表面积增加铁而使吸附的吡啶分子的量增加引起的，而没有意识到粗糙表面对吸附分子的拉曼光谱信号的增强作用。
一直到1977年，Van Duyne和Creighton两个研究组各自独立地发现，吸附在粗糙银电极表面的每个吡啶分子的拉曼信号要比溶液中单个吡啶分子的拉曼信号大约强10⁶，指出这是一种与粗糙表面相关的在觉言位损市技表面增强效应,被称为SERS 效应。
效应
表面增强灯察光财拉曼散射( SERS) 效应是指在特殊制备的一些金属良导体表面现拿开伤或溶胶中,在激发讨角了面年你听简衣兵区域内,由于样品表面或近表面的电磁场的增强导致吸附分子的拉曼散射信号比普通拉曼尼列革完由基永秋略年散射(NRS) 信号大大增强的现象。
表面增强拉曼克审吸青厚服了拉曼光谱灵敏度低的缺点, 可以获得常规拉曼光谱所不易得到的结构信怎项三破更喜似师原料的息, 被广泛用于表面研究、吸附界面表面状态研究、生物大小分子的界面取向及构型、构象也有战弱略置绝慢研究、结构分析等, 可以杀说防什原顾提角更有效分析化合物在界品烈迫房华几应群划造鲜面的吸附取向、吸附态的变化、界面信息备皇起亮设触等。
机理
学术界普遍认同的SERS机理主要有物理增强机理和化学增强机理两类。
电磁场增强( Electromagnetic enhancement, EM)机理:表面等离子体共振( Sur来自face plasmo360百科n resonance, SPR)引起的局域电磁场增强被认为是最主要的贡献，表面等离子体是金属中的自由电子在光电场下发生集体性的振荡效应。由于Cu, Ag和Au 3种IB族金属的d电子和s电子的能隙和过渡金属相比较大, 使得它们不易发生带间跃迁。只要对这3种金属体系选择合适的激发光波长, 便可避免因发生带间跃迁而将吸收光的能量转化为热等, 从而趋向于实现高效SPR散射过程。
化学相互作用主置仅细而太资坏士要表现为Raman过程中毛束货明入市庆名酸末眼光电场下电子密度形变难易程销影镇胞晚燃资议京度。当分子化学吸附于基底表面时, 表面部散条重绿际括混火办吸附原子和其它共吸附物种等都可能与分子有一定的化学作用，这些因素对城买胶乱略必分子的电子密度分布州助形精调证玉增有直接的影响，即对体系极化率的绿六演信振陈美们北变化影响其Raman强度。
化学增强主要包括以下3类机理:
由于吸附物和金属基底的化学成键导致非共振增强帮达耐福鲜耐;
由于吸附分既军子和表面吸附原子形成表面络合物(新分子体系)而导致的共振增强;
执输战以灯植伤都害争 激发光对分子-金属体系的光诱导电荷转移次杀光危的类共振增强。
进展
SERS 和其它技术一样,既有它的优势也存在缺点和不足，科学工作者们主要从以下几个方面弥补其缺点与不足，拓宽SERS 的应用范围。
多种技术联用:可以检测和鉴别分离产物的
SER注游铁资并顺广军去S 和色谱联用技术，利维波过液宁味许快此节用光纤技术,将SERS 材料树组装到光纤上,作为高灵敏的检测传感器。
单段本另社布界了频夜晶电极表面的拉曼光谱研究:表面频结构完全确定的单晶SERS 效应为解释粗糙表面的SERS 效应提供极为重要的信息,特别是表面分实神轴唱夜儿聚煤律补真子取向和吸附位。
花界失深松哥轴溶 新型SERS 活性基底:SERS 基底的制备一直是SERS 技术最重要的研究领域,而且对于扩大SERS 的研究范围和应用领域起着重要的作用。利用日益成熟的纳米材料的制备技术,已经可以获得颗粒形状和大小可以很好控制的纳米颗粒,并将其作为模型材料来研究SERS 的增强机理。
针尖增强拉曼散射光谱(TERS)可以解决SERS的应用受到材料，形态和分子通用性的限制。TERS采用尖锐的尖端，由Au或Ag组成或涂有Au或Ag。在一些情况下，Au或Ag纳米颗粒或纳米结构可以附着到AFM或SFM探针，尖端在合适的激发源激发下产生局部增强的电磁场。增强的电磁场可以将吸附的探针分子和表面的拉曼信号增强多达六个数量级。
缺陷
仅有金、银、铜三种金属和少数极不常用的碱金属(如锂、钠等) 具有强的SERS 效应,将SERS 研究拓宽到金、银、铜以外的金属体系的研究长期没有取得具有实际意义的进展。金、银、铜金属尚需表面粗糙化处理之后才具有高SERS 活性,故表面科学界所常用的平滑单晶表面皆无法用SERS 研究。实验上所观察到的很多复杂现象尚无法用现有的SERS 理论进行解释。