表面增强拉曼散射与尖端增强拉曼散射(TERS&SERS)
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表面增强拉曼散射与尖端增强拉曼散射(TERS&SERS)

拉曼光谱:光照射到物质,使光子与分子内的电子碰撞,若发生的是非弹性碰撞时,光子就有一部分能量传递给电子,此时散射光的频率就不等于入射光的频率,这种散射被称为拉曼散射,所产生的光谱被称为拉曼光谱。(简言之,拉曼光谱的产生是由于单色光照射后产生光的综合散射效应,引起分子中极化率改变的振动)

增强机制

以下两种效应可使紧靠金属的分子的拉曼散射增强:

・金属能够放大入射激光和出射的拉曼散射光的电场

・金属能够改变被吸附分子里的电荷分布,产生更强的散射

表面增强拉曼散射(Surface-Enhanced Raman Scattering,SERS)

SERS

用通常的拉曼光谱法测定吸附在胶质金属颗粒如银、金或铜表面的样品,或吸附在这些金属片的粗糙表面上的样品。尽管原因尚不明朗,人们发现被吸附的样品其拉曼光谱的强度可提高 10^3-10^6 倍。主要用于吸附物种的状态解析等(直径变化)

尖端增强拉曼散射(Tip-Enhanced Raman Scattering,TERS)

AFM + 拉曼:AFM 与共焦光学显微镜集成,横向分辨率 3~5 nm

探针选择性施加压力,使小部分的地方键长改变,更容易振动,因此拉曼位移的位置改变,只有被挤压的分子才有拉曼图像响应,因此拉曼讯号增强,且分辨率大幅度提高。

TERS

Q: 可否用 STM tip? 优缺点?为何一般 TERS 指的是 AFM-Raman?

A: 不能使用 STM tip,因为 STM tip 会施加偏压,使表面分子在某一方向上极化(二者操作方式不同);因为没有电压施加

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