Sự tán xạ Raman tăng cường bề mặt là gì?

Phân tán Raman tăng cường bề mặt là hiện tượng, theo đó các tín hiệu ánh sáng thường mờ có liên quan đến sự tán xạ Raman trở nên mạnh mẽ hơn và dễ phát hiện hơn nhiều.Mặc dù quang phổ Raman là một phương tiện hữu ích để xác định các phân tử có trong vật liệu hoặc dung dịch, nhưng nó bị giới hạn bởi thực tế là hiệu ứng rất yếu, với thường chỉ một trong 10

8 ^{Photon đến chịu loại tán xạ này.Sự tán xạ Raman tăng cường bề mặt dẫn đến hiệu ứng này được khuếch đại rất nhiều, thường là hệ số 10} 3 đến 10 ^{6, và trong một số trường hợp lên đến 10} 15.Sự tăng cường đạt được khi các phân tử được nghiên cứu tiếp xúc với, hoặc gần với bề mặt kim loại có độ nhám trên thang đo 10-100 nanomet (nm).Bạc, vàng và đồng cho kết quả tốt nhất, và thường được sử dụng dưới dạng hạt nano.Plasmon là sóng điện từ di chuyển một khoảng cách ngắn trên bề mặt của kim loại khi đám mây điện tử kim loại được kích thích bởi ánh sáng.Sự bất thường nhỏ trên các bề mặt hạt nano dường như tập trung hiệu ứng, được tăng lên vẫn còn hơn nữa khi các hạt nano được sắp xếp thành các cụm.Trường điện từ được tạo ra sau đó dường như gây ra các phân tử trong vùng lân cận ngay lập tức để chứng minh sự tán xạ Raman dữ dội hơn nhiều so với trường hợp bình thường.Người ta cũng cho rằng hóa học có thể đóng một vai trò trong một số trường hợp, nhưng nghiên cứu hướng tới một lời giải thích đầy đủ đang được tiến hành.Phổ Raman, cho phép phát hiện một lượng nhỏ các chất khác nhau mà không cần các dụng cụ đắt tiền.Để tối đa hóa hiệu ứng tán xạ Raman tăng cường bề mặt, vật liệu đang được nghiên cứu được lắng đọng vào các hạt nano kim loại phù hợp, thường là trong một chất keo.Như với quang phổ Raman truyền thống, một laser đơn sắc được sử dụng để tạo ra sự tán xạ cần thiết.Trước khi ánh sáng tán xạ được phân tích, tín hiệu cường độ mạnh hơn do sự tán xạ Rayleigh được lọc ra để ngăn chặn nó áp đảo các tín hiệu Raman.một lượng nhỏ.Do đó, nó có các ứng dụng trong khoa học pháp y, giám sát môi trường và y học.Các hạt nano kim loại có thể được đưa vào các tế bào sống, cho phép sử dụng SERS để điều tra hoạt động sinh hóa tế bào.