表面增强拉曼散射

拉曼散射是光与物质相互作用的一种形式, 其实质是光子和散射物质中的分子之间发生了非弹性碰撞。印度物理学家拉曼在1928 年发现了光的非弹性散射效应,并因此获得诺贝尔物理学奖。
   表面增强拉曼散射(SurfaceEnhanced Raman Scattering , 简称SERS) 是指当一些分子被吸附到某些粗糙的金属(如银、铜、金等) 表面上时,它们的拉曼散射强度会增加10
4～10 6 倍。1974 年Fleischman 等人[2 ] 首次在电化学池中观测到吸附在粗糙银电极表面上的单层吡啶分子的强Raman 散射信号时,并没有意识到这是一种新的物理现象。直到1977 年, Jeamaire 、Van Duyne [3 ] 和M. G. Albrecht、Creighton 等人[4 ]才分别独立地证明在Fleischman 等人的实验中平均每个吡啶分子的Raman 信号增强了10 6倍,这就是所谓的SERS 效应。
   SERS 理论模型实际上可以分为两大类:一类是物理增强(即电磁增强) 机制;另一类是化学增强(即分子增强) 机制。电磁增强模型,以金属的表面等离子共振模型为代表,它具有长程效应,与吸附分子的种类没有多大关系; 化学增强模型,它靠金属表面存在的所谓“活位”、“增原子”产生增强,具有短程效应,它的代表是电荷转移模型。在电磁增强模型中已对光栅、球、椭球等形状的金属表面做了定量计算;
在化学增强模型中还没有定量计算,只是提出了“活位”、“增原子”等概念。这是在总结了一部分实验事实后提出的。目前较普遍的看法是两种类型的增强都存在, 但在各种具体体系中两种效应贡献的比例可能不一样, 进一步的工作就是要确定它们各自产生贡献的大小。