表面增强拉曼散射(精)

表面增强拉曼散射的特点

SERS具有很强的增强因子。根据计算，吸附在粗糙金， 银，铜等金属表面的拉曼散射强度是普通拉曼散射强度 4 7 的 10 ~ 10 倍。 SERS具有金属选择性。出现SERS现象的金属材料只有 少数几种。分别是币族金属金，银，铜；碱性金属锂， 钠，钾；部分过度金属铁，钴，镍； SERS要求金属表面有一定粗糙度。不同金属出现最大 SERS效应的粗糙度不一样。
表面增强拉曼散射
1974年，Fleischmann观测到粗糙的银电极表面吡啶分子 的高强度拉曼散射信号。后来经分析，拉曼散射强度增大 了 10 6 倍。
拉曼散射的应用来到了第二个春天！！！
表面增强拉曼散射（surface enhanced Raman Scattering ）：当 物质分子吸附在一些特定的金属表面时，分子的拉曼散 射强度得到大大提升。
3
当：Re( ()) 2 0
入射光与偶极子发生共振
分子所处的电场强度非常大。拉曼散射光电场强 度ER 正比于E，所以拉曼散射得到大幅增强。
SERS的应用 由于SERS光谱反应了表面分子的结构以及组分信息，所 以其广泛应用于单分子检测，生物分子结构信息，纳米 材料信息等方面。
用SERS研究 BTA抑制铁表面 腐蚀
( ) 0 1 Esp r E0 3 ( ) 2 0 (r d )
3
0 是金属 ( )是金属的光频决定的介电常数； 其中， 周围环境的介电常数。 E0 是入射光的电场强度
在距离球表面d处，吸附分子受到的电场强度E为：
( ) 0 1 E E0 Esp (1 r ) E0 3 ( ) 2 0 (r d )
拉曼光谱以及对应的电子能级跃迁状况
m
0
瑞Fra Baidu bibliotek散射：散射光频率与入射光频率一样（ 0）；

m 称为拉曼位移。 拉曼散射：散射光频率发生改变（ 0 m）；
要点：
1. 拉曼位移与入射光频率无关，它与物质振动能 级有关。成对斯托克斯线与反斯托克斯线有相同大小 的拉曼位移。 2.拉曼光谱对应的峰-斯托克顿峰与反斯托克顿峰的 3 10 强度很小，只有瑞利散射峰的 ，所以一般很难检 测到。
表面增强拉曼散射
2009.6.11
背景介绍
光与介质作用发生散射，散射可分为两种：1.弹性散射：散射光 与入射光频率一样；2.拉曼散射：散射光频率发生改变。
入 射 光
吸 收
散射 光
检测 器 透 射 光
反射光
图1
拉曼光谱是1928年印度科学家（C.V.Raman ）发现的， 1930年拉曼获得诺贝尔物理学奖。


SERS的理论解释
电磁增强模型：表面等离子体共振模型 表面镜像场模型 天线共振子模型
化学增强模型：电荷转移模型
吸附原子模型
表面等离子体共振模型
分子吸附在粗糙金属表面近似为金 属球颗粒表面。金属球受外电场激发产 生表面等离子体。 受激发的金属球颗粒可以看成一个 偶极子。偶极子在距离表面d处产生的 电场强度是：
A.没有KI溶液 B.有 C.有 D.有 KI
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