Co je to povrchově zvýšené rozptyl Ramana?

Ramanský rozptyl vylepšený povrchem je jev, přičemž normálně slabé světelné signály, které jsou spojeny s Ramanovým rozptylem, se stávají mnohem silnějšími a snadněji detekovatelnými.Zatímco Ramanova spektroskopie je užitečným prostředkem k identifikaci molekul přítomných v materiálu nebo roztoku, je omezena skutečností, že účinek je velmi slabý, s obvykle pouze jedním z každých 10 ⁸ příchozích fotonů podléhajících tomuto druhu rozptylu.Ramanovy rozptyl vylepšené povrchem vede k tomu, že tento účinek je výrazně zesílen, obvykle faktorem 10 ³ až 10 ⁶ a za určitých okolností až 10 ¹⁵ .Vylepšení je dosaženo, když jsou zkoumané molekuly v kontaktu s kovovým povrchem nebo v těsné blízkosti, který má drsnost na stupnici 10-100 nanometrů (NM).Stříbrné, zlaté a mědi poskytují nejlepší výsledky a obvykle se používají ve formě nanočástic.Plasmony jsou elektromagnetické vlny, které se pohybují na krátké vzdálenosti přes povrch kovu, když je kovový elektronový mrak stimulován světlem.Zdá se, že drobné nepravidelnosti na površích nanočástic soustředí účinek, který se ještě více zvyšuje, když jsou nanočástice uspořádány ve klastrech.Zdá se, že generované elektromagnetické pole způsobuje molekuly v bezprostředním okolí, aby prokázaly mnohem intenzivnější Ramanovy rozptyl, než by to obvykle bylo.Rovněž se předpokládá, že v některých případech může hrát roli chemie, ale probíhá výzkum směrem k úplnému vysvětlení.

Tento účinek vedl k rozvoji Ramanovy spektroskopie (SERS), což výrazně rozšířilo rozsahRamanova spektroskopie, která umožňuje detekci extrémně malých množství různých látek bez potřeby drahých nástrojů.Aby se maximalizoval povrch zvýšený účinek rozptylu Ramana, je zkoumaný materiál uložen na vhodné kovové nanočástice, často v koloidu.Stejně jako u tradiční Ramanovy spektroskopie se k vytvoření požadovaného rozptylu používá monochromatický laser.Před analýzou rozptýleného světla je intenzivnější signál v důsledku rozptylu Rayleigh odfiltrován, aby se zabránilo jeho ohrožení Ramanových signálů.stopové částky.Má proto aplikace ve forenzní vědě, monitorování životního prostředí a medicíny.Kovové nanočástice mohou být zavedeny do živých buněk, což umožňuje používat SER pro zkoumání buněčné biochemické aktivity