纳米材料的表面增强拉曼散射增强机理研究进展

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来源：光谱学与光谱分析 发表时间：2023-05-15

纳米材料的表面增强拉曼散射增强机理研究进展

李佳佳 徐大鹏 王子 雄张彤

西安工业大学材料与化工学院

摘要：表面增强拉曼散射(SERS)技术具有高灵敏度、高分辨率、无损检测及不需要预处理等优点，已成为一种可以实现定性定量分子检测的有力工具，使目标分析物信号放大的痕量检测技术，甚至能够在分子水平上提供丰富的结构信息。虽然SERS增强机理一直存在争议，但目前被广泛接受的增强机理包括物理增强(电磁场增强)和化学增强(主要为电荷转移的贡献)。随着近年来金属、非金属等诸多材料应用于SERS领域，诸多学者对于影响SERS基底的增强因素产生广泛兴趣，对于SERS增强机理的研究具有重要意义。综述中主要从SERS电磁增强机理、化学增强机理及两者的协同机理三个方面对SERS增强机理进行阐述，分析哪些因素影响基底增强效应，为SERS增强机理的分析提供一些参考。同时提出不同基底结构在增强机理分析过程中面临的问题：(1)在电磁增强机理中，单一贵金属基底因其“热点”分布不均匀、不可控因素导致SERS灵敏度和重复性差等因素，对SERS电磁增强机理影响效果较大；(2)在化学增强机理中，单一半导体材料由于价格实惠、材料性能较稳定、表面易于改性等优点被广泛应用于SERS基底、由于增强能力较低等因素、对SERS化学增强效果不明显；(3)SERS基底不再局限于单一的金属或者非金属材料，更多是金属-非金属两者的结合，既能够弥补贵金属的缺点，也能利用非金属的优点，通过电磁增强机理和化学增强机理的协同作用有效提高SERS增强能力。对于SERS增强机理的分析，有助于制备均一性强、重复性高的SERS基底，为SERS基底的制备提供参考。

关键词：表面增强拉曼散射;电磁场增强机理;化学增强机理;SERS基底;