表面增强拉曼光谱的研究进展.pdfVIP

二 ○○四年·第五期 综述与专论 表面增强拉曼光谱的研究进展 任 　斌 　田中群 ( 厦门大学化学系 　固体表面物理化学国家重点实验室 　福建厦门 　361005) 摘 　要 　本文从提高表面拉曼光谱检测灵敏度和空间分辨率两个方面的发展叙述表面增 强拉曼光谱和针尖增强拉曼光谱的原理、方法、特点以及必威体育精装版进展。对利用表面增强拉曼 光谱和针尖增强拉曼光谱研究金属表面上分子吸附等方面的应用进行总结 ,并对他们的 应用前景做了预测。 关键词 　表面增强拉曼光谱　针尖增强拉曼光谱　空间分辨率　灵敏度　纳米材料　综述 科学和生物科学等领域得到广泛的应用 ,为深入表 1 　表面增强拉曼光谱 ( ) ( ) 征各种表面 界面 各种固液、固气和固固界面 拉曼光谱和红外光谱一样同属于分子振动光 的结构和过程提供分子水平上的信息 ,如 ,鉴别分子 谱 ,可以反映分子的特征结构。但是拉曼散射效应 ( ) 离子 在表面的键合、构型和取向以及材料的表面 是个非常弱的过程 ,一般其光强仅约为入射光强的 结构3～5 。 10 10 。所以拉曼信号都很弱 ,要对表面吸附物种进 当从实验和理论上对 SERS 进行较全面和仔细 行拉曼光谱研究几乎都要利用某种增强效应。 的研究后 ,便意识到 SERS 技术所存在的缺点如其 当选取的入射激光波长非常接近或处于散射分 优点一样的突出 :如 ,仅有金、银、铜三种金属和少数 子的电子吸收峰范围内时 ,拉曼跃迁的几率大大增 ( ) 极不常用的碱金属 如锂、钠等 具有强的 SERS 效 加 ,使得分子的某些振动模式的拉曼散射截面增强 应 ,将 SERS 研究拓宽到金、银、铜以外的金属体系 6 ( 高达 10 倍 ,这种现象称为共振拉曼效应 Resonance 的研究长期没有取得具有实际意义的进展; 其二 , Raman ,RR) 。共振拉曼增强使得检测亚单层量的分 金、银、铜金属尚需表面粗糙化处理之后才具有高 子成为可能。但是只有少数分子具有与处于可见光 SERS 活性 ,故表面科学界所常用的平滑单晶表面皆 区的激发光相匹配的电子吸收能级 ,而且 ,RR 不是 无法用 SERS 研究 ;其三 ,实验上所观察到的很多复 一种表面专一的效应 ,特别是研究固液界面时 ,溶液 杂现象尚无法用现有的 SERS 理论进行解释。SERS 中相同物种可能会对表面谱产生严重的干扰 ,因而 , 的这些缺点最终导致 SERS 的研究自 20 世纪 80 年 RR 对于表面拉曼光谱研究不是很适合。相反 ,表面 代后期起逐渐走向低潮6 ,7 。