표면 강화 라만 산란이란 무엇입니까?

표면 강화 라만 산란은 라만 산란과 관련된 희미한 빛 신호가 훨씬 강력하고 쉽게 감지 될 수있는 현상입니다. 라만 분광법은 물질이나 용액에 존재하는 분자를 확인하는 유용한 수단이지만, 효과가 매우 미약하다는 사실로 인해 제한됩니다. 일반적으로 그 영향은 매우 약합니다. 보통 10 8 개 / 산란의 종류. 표면 강화 된 라만 산란은 전형적으로 10 3 내지 10 6 팩터의 인자에 의해 그리고 일부 상황에서는 10 15 내지 10 16의 인자에 의해 크게 영향을 받는다. sup>. 조사되는 분자가 10-100 나노 미터 (nm)의 거칠기를 가진 금속 표면과 접촉하거나 근접하여있을 때 향상이 이루어집니다. 은, 금 및 구리는 최상의 결과를 제공하며 일반적으로 나노 입자의 형태로 사용됩니다.

표면 강화 라만 산란을 달성하기 위해 사용 된 레이저 광에 의해 금속 표면에 플라즈몬이 생성 될 때 그 효과가 발생한다고 생각됩니다. 플라즈몬 (Plasmons)은 금속의 전자 구름이 빛에 의해 자극을받을 때 금속 표면을 가로 질러 짧은 거리를 이동하는 전자기파입니다. 나노 입자의 표면에 작은 불규칙성이 그 효과를 집중시키는 것처럼 보이는데, 이는 나노 입자가 클러스터로 배열 될 때 더욱 증가합니다. 그런 다음 생성 된 전자기장은 인접한 지역의 분자가 일반적으로 발생하는 것보다 훨씬 더 강한 라만 산란을 일으키는 것으로 나타납니다. 화학이 어떤 경우에는 역할을 할 수도 있다고 생각되지만, 완전한 설명을위한 연구가 진행 중입니다.

이 효과는 라만 분광법의 범위를 크게 확장 한 기술인 표면 강화 라만 분광기 (SERS)의 개발로 이어져 고가의 장비가 필요없이 극소량의 다양한 물질을 검출 할 수있게되었습니다. 표면 강화 된 라만 산란 효과를 극대화하기 위해, 조사중인 물질을 적합한 금속 나노 입자 상에 종종 콜로이드 상에 침착시킨다. 전통적인 라만 분광기와 마찬가지로 단색 레이저가 필요한 산란을 생성하는 데 사용됩니다. 산란 된 빛이 분석되기 전에, Rayleigh 산란으로 인한보다 강한 신호는 필터링되어 라만 신호를 압도하지 못하게합니다.

표면 강화 된 라만 산란의 민감도가 크게 개선되어이 기술을 사용하여 수많은 화학 화합물을 미량 검출 할 수 있습니다. 따라서 법의학, 환경 모니터링 및 의학 분야의 응용 프로그램을 보유하고 있습니다. 금속 나노 입자는 살아있는 세포에 도입 될 수있다.