【摘要】 一定向光束经介质传播而向四面八方散开的现象统称为光的散射。

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一定向光束经介质传播而向四面八方散开的现象统称为光的散射。通常散射光的频率与入射光的频率是完全相同的，然而若在光的散射过程中分子的状态也发生了改变，则入射光与分子交换能量的结果可导致散射光频率的变化。1928年，印度加尔各答大学物理学家拉曼（C. V. Raman）在液体中观察到的一种强度较弱的分子特征谱线，是光子与介质间发生非弹性碰撞而引起频率发生变化的散射现象，也就诞生了伟大的拉曼散射。

 

图1Energy diagram for Stokes Raman scattering, Rayleigh scattering and anti-tokesRaman scattering

 

相对于瑞利散射的弹性碰撞，非弹性碰撞拉曼散射中斯托克斯线和反斯托克斯线呈现对称的情形。相对入射光子的频率，散射光子的频率也就是大家熟知的拉曼位移（Raman shift）。检测灵敏度太低，令拉曼散射难以涉足实际应用。直到20世纪60年代后，激光的发明为拉曼光谱技术提供了非常理想的激发光源，这为它的推广及应用真正打开了大门。

 

图2 Timeline of development of SERSsubstrate materials.

 

表面增强拉曼散射（Surface Enhanced Raman Scattering，简称SERS）是指当一些分子被吸附到某些粗糙的金属（如银、铜、金等) 表面上时，它们的拉曼散射强度会增加104～10 6倍。1974 年Fleischman 等人首次在电化学池中观测到吸附在粗糙银电极表面上的单层吡啶分子的强Raman 散射信号时，这是SERS第一次被发现。随着激光技术、电感耦合探测器（CCD）及单分子SERS的发展，大大推动了SERS得到实质性进展。人们发现产生SERS效应的一个重要前提是电极表面粗糙化处理，这与普遍认为表面等离子激元共振增强SERS原理相关。所以，具备SPR效应的贵金属银、金、铜以及碱金属，都可以产生较好的SERS效应。另外非金属材料包括过渡金属、半导体、石墨烯及其复合材料材料表面观察到了增强拉曼信号。

 

图3 球形金属纳米颗粒LSPR示意图

 

在SERS的研究领域，有很大一部分人是做材料合成的，通常只是证明合成的材料有表面增强拉曼的性质，然后转战新的材料。但是有一部分人却执着耕耘在SERS体系的方法和机理的研究，厦门大学田中群课题组借助Au、Ag、Cu纳米颗粒的长程电磁场来检测不与其直接接触的待测物质，主要包括基于Au、Ag、Cu纳米颗粒设计的一系列超薄无针孔的惰性壳层隔绝纳米颗粒，从根本上解决了SERS技术受到增强基底材料的限制而不能广泛应用的致命缺陷。

 

1.二氧化硅包金核壳结构纳米粒子

 

1.1 产品性质

产品组分: Au@SiO2纳米粒子（金内核55 nm）

壳层厚度: 1-10 nm 

吸收峰位置: 540 nm

粒子浓度: 0.05mg/ml

溶剂形式: 水

规格: 20ml, 60ml, 100ml（可根据需求提供其他规格）

 

1.2 产品表征

 

图4 二氧化硅包金纳米粒子的 TEM表征

 

2.二氧化硅包银核壳结构纳米粒子

 

2.1 产品性质

产品组分: Ag@SiO2纳米粒子

壳层厚度:1-10 nm 

吸收峰位置: 540-800 nm

粒子浓度: 0.1 mg/ml

溶剂形式: 水

规格: 20ml, 60ml, 100ml（可根据需求提供其他规格）

 

2.2 产品表征

 

图5  二氧化硅包银纳米粒子的 TEM表征 

 

3. 二氧化钛包金核壳结构纳米粒子

3.1 产品性质

产品组分: Au@TiO2纳米粒子（金内核55 nm）

壳层厚度: 4-30 nm 

吸收峰位置: 540 nm

粒子浓度: 0.01 mg/ml

溶剂形式: 水

规格: 20ml, 60ml, 100ml（可根据需求提供其他规格）

 

3.2 产品表征

 

图6 二氧化钛包金纳米粒子的 TEM表征

 

4.二氧化锰包金核壳结构纳米粒子

 

4.1 产品性质

产品组分: Au@MnO2纳米粒子（金内核55 nm）

壳层厚度: 1-5 nm 

吸收峰位置: 540 nm

粒子浓度: 0.015 mg/ml

溶剂形式: 水

规格: 20ml, 60ml, 100ml（可根据需求提供其他规格）

 

4.2 产品表征

 

图7 二氧化锰包金纳米粒子的 TEM表征

 

参考文献：

[1] Shuming Nie, Steven R. Emory. Probing single molecules and single nanoparticles by surface-enhanced Raman scattering.Science, 1997, 275, 1102–1106

[2] Moskovits, M. Surface roughness and theenhanced intensity of Raman scattering by molecules adsorbed on metals. J.Chem. Phys., 1978, 69, 4159–4161

[3] Revealing the molecular structure of single-molecule junctions in different conductance states by fishing-modetip-enhanced Raman spectroscopy. Zheng Liu, Song-Yuan Ding, Zhao-Bin Chen,Xiang Wang, Jing-Hua Tian, Jason R. Anema, Xiao-Shun Zhou, De-Yin Wu, Bing-WeiMao, Xin Xu, Bin Ren* and Zhong-Qun Tian, Nature Commun, 2011,2, 305.

 

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