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SERS現(xiàn)象

由于拉曼信號(hào)本質(zhì)上很弱且常常受到其它信號(hào)的干擾和削弱覆蓋，科學(xué)家們不斷探索使拉曼信號(hào)更強(qiáng)和更容易檢測的方法服務效率。表面增強(qiáng)拉曼散射（Surface-enhanced Raman Scattering，簡稱SERS）就是其中一種重要意義，它利用了具有等離子體性質(zhì)的納米結(jié)構(gòu)的光學(xué)特性統籌發展，使得位于等離子體金屬納米結(jié)構(gòu)附近的目標(biāo)分子的拉曼信號(hào)顯著增強(qiáng)。SERS技術(shù)提高了拉曼光譜的靈敏度體系，通過增強(qiáng)拉曼散射和熒光猝滅（消除熒光背景）,可以將拉曼信號(hào)提高近1010-15倍生產製造，等離子體納米材料的*高靈敏度、分子特異性以及拉曼光譜的協(xié)同作用使SERS成為一種靈敏攜手共進、快速共同、無損、強(qiáng)大的分析技術(shù)經過。由于其超高靈敏度和選擇性簡單化，SERS在表面和界面化學(xué)、催化明確了方向、納米技術(shù)系統性、生物學(xué)、生物醫(yī)學(xué)單產提升、食品科學(xué)傳遞、環(huán)境分析等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

基本上勞動精神，SERS分析吸附在特制金屬表面上的分子開展攻關合作。這種金屬表面應(yīng)具有等離子性能：在金屬與介電材料（如空氣）的界面上，激光的入射光與金屬的自由電子相互作用動手能力，產(chǎn)生共振相互作用逐步改善，產(chǎn)生電子的振蕩密度波，稱為等離子體提升。

SERS現(xiàn)象的產(chǎn)生需要滿足以下兩個(gè)條件:

(1) SERS活性基底大大提高。通常情況下，采用具有粗糙結(jié)構(gòu)的Au、 Ag等貴金屬納米材料或TiO2有很大提升空間、Cu20和MoS2 等半導(dǎo)體材料作為增強(qiáng)基底；

(2) 基底與探針分子間的距離非常小首次，一般小于 10 nm可能性更大。

SERS增強(qiáng)機(jī)制

自1974年發(fā)現(xiàn)SERS現(xiàn)象以來，其增強(qiáng)機(jī)制至今還尚未明確統(tǒng)一搖籃，存在不少爭議技術。目前，電磁增強(qiáng)機(jī)制（EM）和化學(xué)增強(qiáng)機(jī)制（CM）是研究者較為認(rèn)可的兩種增強(qiáng)機(jī)制推動。其中EM對(duì)整個(gè)SERS增強(qiáng)效應(yīng)起主導(dǎo)作用相對較高，EF增強(qiáng)因子可達(dá)105 - 106倍，而來自CM的貢獻(xiàn)僅有10 - 103倍信息。電磁增強(qiáng)有兩個(gè)方面的貢獻(xiàn)：局部場增強(qiáng)和再輻射增強(qiáng)相關。電磁增強(qiáng)與分子類型無關(guān)，而依賴于基底及其粗糙度豐富內涵∩a效率；瘜W(xué)增強(qiáng)機(jī)制也被稱為電荷轉(zhuǎn)移增強(qiáng)機(jī)制，主要源于探針分子與基底間的電荷轉(zhuǎn)移引起分子的電子結(jié)構(gòu)的改變適應性，促進(jìn)分子極化率的提高節點，從而增大拉曼散射信號(hào)。其增強(qiáng)能力取決于分析物自身的電子特性落地生根，通過誘導(dǎo)偶極子使分子的極化率增大的特點，因此，化學(xué)增強(qiáng)機(jī)制比電磁場增強(qiáng)機(jī)制的貢獻(xiàn)小很多有效保障。

SERS的應(yīng)用

單分子檢測：SERS技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)超低濃度溶液和超薄薄膜中的分子檢測大數據，最近在表面科學(xué)，分析化學(xué)講實踐，納米技術(shù)等領(lǐng)域引起廣泛關(guān)注提升。

化學(xué)及工業(yè)：表面增強(qiáng)拉曼光譜是研究電極化學(xué)界面結(jié)構(gòu)、吸附不折不扣、反應(yīng)的一種重要譜學(xué)工具支撐能力，作為一種靈敏度很高的表征手段，SERS因?yàn)槟苤苯友芯课镔|(zhì)在膠體上的吸附行為而得到廣泛的應(yīng)用高效利用。

生物特征更加明顯、醫(yī)學(xué)體系：SERS作為一種增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)，在研究生物分子的結(jié)構(gòu)和構(gòu)象方面發(fā)揮著重要作用講理論，大量的研究人員利用SERS解決了生物化學(xué)的可能性，生物物理和分子生物學(xué)中的許多問題，包括提供分子的特殊基團(tuán)與界面的相互作用服務為一體、生物分子與金屬的鍵合方式等等問題≈饾u顯現；赟ERS的生物測定法可以診斷癌癥、心血管疾病和傳染病等系統穩定性。

納米材料：SERS可以避開本體覆蓋層的干擾拓展基地，直接對(duì)聚合物、金屬界面的結(jié)構(gòu)進(jìn)行高靈敏度和專一性的檢測實力增強，找出聚合物分子在金屬表面的去向以及幾何形態(tài)體系流動性，擴(kuò)展聚合物在金屬防腐中的應(yīng)用，弄清金屬粘接以及集合物在表面的光化學(xué)反應(yīng)等帶來全新智能。

聯(lián)用技術(shù)與傳感器：SERS的高靈敏高分辨率使得它在傳感方面有強(qiáng)大優(yōu)勢和潛力實現了超越。可以作為色譜及流動(dòng)注射分析的檢測手段去完善，在進(jìn)行成分分離同時(shí)還可以進(jìn)行各組成分的指紋鑒定橋梁作用，對(duì)于天然有機(jī)物、違禁藥物等分析有重要意義求索。

作者：雷力拓展應用，常雪，王揚(yáng)斌
作者單位：四川大學(xué)原子與分子物理研究所

雷力結構，四川大學(xué)原子與分子物理研究所研究員管理，博士生導(dǎo)師，主要開展高壓譜學(xué)研究∧芰ㄔO，F(xiàn)任中文核心期刊《光散射學(xué)報(bào)》常務(wù)副主編模樣、編輯部主任，《高壓物理學(xué)報(bào)》編委表現明顯更佳，中國物理學(xué)會(huì)光散射專業(yè)委員會(huì)委員狀態，中國化學(xué)學(xué)會(huì)高壓化學(xué)專業(yè)委員會(huì)委員。進(jìn)一步了解可百*/必應(yīng)搜索關(guān)鍵詞：“廣義壓強(qiáng)”指導、“熊貓氮”廣泛認同，“高壓耦聯(lián)”、“高壓樂隊(duì)”流動性。

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