طیف سنجی رامان ارتقا یافته سطحی ( SERS ) یک روش حساس به سطح است که پراکندگی رامان را بوسیلهٔ مولکول های جذب سطحی شده روی سطوح یک فلز زبر ناهموار تقویت می کند. ضریب تقویت می تواند از ۱۰۱۰ تا ۱۱۱۰ باشد[ ۱] [ ۲] ؛ یعنی این روش می تواند مولکول های منفرد را نیز آشکارسازی کند. [ ۳] [ ۴]
طیف SERS ناشی از پیریدین جذب شده روی سطح نقره، که به روش الکتروشیمیایی ناهموار شده بود توسط مارتین فلیشمن و همکارانش در[ ۵] ۱۹۷۴ بدست آمد. آن ها سیگنال های قوی بدست آمده را این طور توجیه کردند که این بخاطر تعداد مولکول هایی است که روی سطح قرار دارند و باعث پراکندگی می شوند. آن ها تشخیص ندادند که این در پدیده یک تقویت فوق العاده قوی صورت می گیرد. در ۱۹۷۷ دو گروه مستقل از هم عنوان کردند که دلیل این تقویت تعداد گونه های پراکنده کننده روی سطح فلز نیست و هرکدام از این دو گروه مکانیسمی را برای این تقویت پیشنهاد کردند. نظریهٔ آن ها هنوز برای توصیف اثر SERS قابل قبول است. جین مایر و ون داین[ ۶] یک اثر الکترومغناطیسی را پیشنهاد کردند در حالیکه آلبرشت و کریتون[ ۷] یک اثر انتقال بار را پیشنهاد کردند. از طرفی رافوس ریچی وجود پلاسمون سطحی را پیش بینی کرد. [ ۸]
طرز کار دقیق اثر تقویتی SERS هنوز محل بحث و گفتگوست. دو نظریهٔ اصلی وجود دارد که طرز کار اثر SERS را توضیح می دهد، که این دو روش تفاوت قابل ملاحظه ای با هم دارند. از لحاظ آزمایشگاهی تاکنون وجه تمایز دقیقی بین این دو روش ارائه نشده است. نظریه الکترومغناطیس برانگیختگی پلاسمون های سطحی جایگزیده را متصور می شود در حالیکه نظریهٔ شیمیایی مبتنی بر شکل گیری مجموعه های انتقال بار است. نظریهٔ شیمیایی تنها برای گونه هایی صادق است که با سطح پیوند شیمیایی تشکیل می دهند؛ بنابراین این نظریه در تمام موارد جوابگو نیست. اما نظریهٔ الکترومغناطیسی حتی برای مواردی که گونه ها جذب فیزیکی به سطح شده اند نیز بکار می رود.
افزایش شدت در سیگنال رامان برای گونه هایی که روی سطوح خاصی جذب سطحی شده اند بخاطر تقویت در میدان الکتریکی رخ می دهد. این تقویت میدان توسط سطح صورت می گیرد. وقتی که نور فرودی در آزمایش به سطح برخورد می کند، پلاسمون های سطحی جاگزیده برانگیخته می شوند. تقویت میدان وقتی که فرکانس پلاسمون ( ωp ) در تشدید با فرکانس تابشی است بیشینه می شود. برای اینکه پراکندگی اتفاق بیفتد نوسانات پلاسمون باید عمود بر سطح باشد؛ اگر نوسانات در صفحهٔ سطح باشد، پراکندگی اتفاق نمی افتد. این به این خاطر است که در آزمایش های SERS معمولاً از سطوح ناهموار یا آرایه ای از نانوذرات استفاده می شود، زیرا این سطوح ناحیه ای را ایجاد می کنند که روی آن نوسانات گروهی جایگزیده می تواند صورت بگیرد. [ ۹]
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلفطیف SERS ناشی از پیریدین جذب شده روی سطح نقره، که به روش الکتروشیمیایی ناهموار شده بود توسط مارتین فلیشمن و همکارانش در[ ۵] ۱۹۷۴ بدست آمد. آن ها سیگنال های قوی بدست آمده را این طور توجیه کردند که این بخاطر تعداد مولکول هایی است که روی سطح قرار دارند و باعث پراکندگی می شوند. آن ها تشخیص ندادند که این در پدیده یک تقویت فوق العاده قوی صورت می گیرد. در ۱۹۷۷ دو گروه مستقل از هم عنوان کردند که دلیل این تقویت تعداد گونه های پراکنده کننده روی سطح فلز نیست و هرکدام از این دو گروه مکانیسمی را برای این تقویت پیشنهاد کردند. نظریهٔ آن ها هنوز برای توصیف اثر SERS قابل قبول است. جین مایر و ون داین[ ۶] یک اثر الکترومغناطیسی را پیشنهاد کردند در حالیکه آلبرشت و کریتون[ ۷] یک اثر انتقال بار را پیشنهاد کردند. از طرفی رافوس ریچی وجود پلاسمون سطحی را پیش بینی کرد. [ ۸]
طرز کار دقیق اثر تقویتی SERS هنوز محل بحث و گفتگوست. دو نظریهٔ اصلی وجود دارد که طرز کار اثر SERS را توضیح می دهد، که این دو روش تفاوت قابل ملاحظه ای با هم دارند. از لحاظ آزمایشگاهی تاکنون وجه تمایز دقیقی بین این دو روش ارائه نشده است. نظریه الکترومغناطیس برانگیختگی پلاسمون های سطحی جایگزیده را متصور می شود در حالیکه نظریهٔ شیمیایی مبتنی بر شکل گیری مجموعه های انتقال بار است. نظریهٔ شیمیایی تنها برای گونه هایی صادق است که با سطح پیوند شیمیایی تشکیل می دهند؛ بنابراین این نظریه در تمام موارد جوابگو نیست. اما نظریهٔ الکترومغناطیسی حتی برای مواردی که گونه ها جذب فیزیکی به سطح شده اند نیز بکار می رود.
افزایش شدت در سیگنال رامان برای گونه هایی که روی سطوح خاصی جذب سطحی شده اند بخاطر تقویت در میدان الکتریکی رخ می دهد. این تقویت میدان توسط سطح صورت می گیرد. وقتی که نور فرودی در آزمایش به سطح برخورد می کند، پلاسمون های سطحی جاگزیده برانگیخته می شوند. تقویت میدان وقتی که فرکانس پلاسمون ( ωp ) در تشدید با فرکانس تابشی است بیشینه می شود. برای اینکه پراکندگی اتفاق بیفتد نوسانات پلاسمون باید عمود بر سطح باشد؛ اگر نوسانات در صفحهٔ سطح باشد، پراکندگی اتفاق نمی افتد. این به این خاطر است که در آزمایش های SERS معمولاً از سطوح ناهموار یا آرایه ای از نانوذرات استفاده می شود، زیرا این سطوح ناحیه ای را ایجاد می کنند که روی آن نوسانات گروهی جایگزیده می تواند صورت بگیرد. [ ۹]
