拉曼光谱 » 讨论区 » 经验共享 » 【求助】《表面增强拉曼光谱学SERS 综述,简史,原理

采购询价

点击提交代表您同意 《用户服务协议》 《隐私政策》

 
需要登录并加入本群才可以回复和发新贴

标题:【求助】《表面增强拉曼光谱学SERS 综述,简史,原理

yazi[使用道具]
五级
Rank: 5Rank: 5


UID 131734
精华 0
积分 2125
帖子 1110
信誉分 100
可用分 7067
专家分 0
阅读权限 255
注册 2015-2-4
状态 离线
11
 

【回复】

SERS是TERS它妈,SNOM是TERS他爸,不要搞反了。
你说的那篇文章好像是厦大田大侠组里发的,说实话,我down了,还没来得及看,大概还是在探究SERS的原理。看完了我再说伸缩自己的观点吧
顶部
大大[使用道具]
五级
Rank: 5Rank: 5


UID 130436
精华 0
积分 2187
帖子 1194
信誉分 100
可用分 7533
专家分 0
阅读权限 255
注册 2014-12-25
状态 离线
12
 

【回复】

我说的的热光严格来说其实就是你说的那个黑体辐射出来的光
像通常的太阳光,以及白炽灯和常用的汞灯之类的发出来的光都可以近似认为是热光
下面是我个人的理解,不一定对
热光与激光最大的差别就是热光里面的光子的相位是随机的
而激光里面的光子的相位可以认为是一样的
根据你所说的
自发拉曼散射其实就是自发辐射的一种
所产生的光子的相位应该是随机的
而受激拉曼散射应该属于受激辐射
这个跟激光产生的机理是一样的
所产生的光子应该是全同的
因为我是做量子光学的
对于拉曼了解并不多
只是由于最近做的东西需要考虑不同光源所产生的光子的相位关系
而拉曼是研究的比较深入的
所有就想知道拉曼光的相位关系
基本上知道了这里面的关系
谢谢~
顶部
jishiben[使用道具]
一星
Rank: 6Rank: 6


UID 129862
精华 0
积分 3162
帖子 1864
信誉分 100
可用分 10818
专家分 0
阅读权限 255
注册 2014-12-22
状态 离线
13
 

【回复】

谢谢大家分享,顶一下!
SERS研究很热,但是目前其产业化仍有瓶颈和难点,如SERS基底制备的重复性(一致性)差,导致实验数据的重复性差,影响其应用推广。
顶部
hcy517[使用道具]
五级
Rank: 5Rank: 5


UID 128273
精华 0
积分 2933
帖子 1725
信誉分 100
可用分 10050
专家分 0
阅读权限 255
注册 2014-10-28
状态 离线
14
 

【回复】

两个机理也并非一定要对立吧
顶部
n111[使用道具]
五级
Rank: 5Rank: 5


UID 129714
精华 0
积分 2860
帖子 1620
信誉分 100
可用分 9726
专家分 0
阅读权限 255
注册 2014-12-17
状态 离线
15
 

【回复】

说实话,我对增强因子很头痛,以至于都不敢写那节。
顶部
malong[使用道具]
一星
Rank: 6Rank: 6


UID 129814
精华 0
积分 3179
帖子 1898
信誉分 100
可用分 10775
专家分 0
阅读权限 255
注册 2014-12-20
状态 离线
16
 

【回复】

我是学化学而不是搞这个专业的,但最近的一个项目是与海外一个研究所合作做SERS检测仪器的项目,对楼主的帖很感兴趣,感觉遇到专家了,呵呵,因为没有专业背景,问的问题不免浅显,还望不吝赐教。
    1、目前SERS基板的表面增强系数能做到多大,是用哪种方法制备的,表面增强效果是否能达到均一稳定(改变测量点位置信号不会大幅跳动);而能达到这种均一稳定的SERS基板表面增强系数能做到多大,又是用哪种方法制备的。
    2、表面增强系数是怎么测定的。
    3、将SERS应用于气相检测,定量检测挥发性有机物(VOC)等,技术上有什么问题,最低检测限能做到多少?
    4、由于气相中基板表面富集的分子浓度低远低于液相,有什么方法能提高基板表面的吸附(特别是对于苯系物)。
    5、在使用SERS技术定量测定气相中物质浓度时,都有哪些提高检测下限的方法措施,或有提高的潜力。
    先谢过了!
顶部
小女人@[使用道具]
五级
Rank: 5Rank: 5


UID 129815
精华 0
积分 2315
帖子 1249
信誉分 100
可用分 7728
专家分 0
阅读权限 255
注册 2014-12-20
状态 离线
17
 

【回复】

说实话,事非经过不知难,指望在网上找答案和危险,感觉不可靠,一下只是一家之言,别太当真
1 SERS的衬底很多
EC-ORC 最早最简单的衬底,就是把高纯币金属清洗,抛光,然后经过若干电化学氧化-还原循环CV得到粗糙表面,电介质一般是KCL或者硫酸。此法以银为简单,金比较难,铜我没做过。
银简单但是易氧化,如果之后在大气环境里做SERS,我一般会在ORC后吧衬底防尘暴露2小时,让银氧化,表面形成氧化银膜,以免此氧化过程影响测量。金直接氧化很难,据说电位要求比较高,也有用ORC银上化学镀或者电镀金的,但合金衬底对谱解读不利。金衬底难,但相对银而言,稳定性高很多。总的的来说,OCR衬底很多文献说重复性比较差,但实际配合rotating法等平均技术,重复性不见得不好
化学腐蚀,用酸,直接腐蚀,和ORC衬底类似
evaporation 用溅射等方法把单质金或者银直接沉积在玻璃上得到粗糙金属薄膜,
金溶胶,银溶胶,聚集或者非聚集的都可以,聚集的金属溶胶实际形成分形fractal表面,在聚集体的某些位置可以形成很高的电磁场,但这些位置分布很不均匀且难以预知,增强的时域涨落很大。
以上的衬底活性位置相当randomly distributed,增强作用非均匀各向异性,而且真正其增强作用的结构往往是至今10nm左右的nanorod,沿长轴nanorod易极化,增强效果好。或者金属膜上的亚纳米尖锐结构cluster,既是优先吸附位又是“电磁场超级增强器”(lightning rod effect)可能这种万里挑一的cluster是几百平方纳米内的惟一的对增强贡献者,据文献报道 ,此类结构的增强可达13次方量级,实际测量到的增强时整个区域的平均值,一般低至少两个数量级。
若是做稳态SERS,即摄谱时间/积分时间大于分钟,则以上的这些非均匀因素影响不大,但是做时间分辨SERS的话,结果的时间-,空间可重复性问题就出来了。
NP array,MFON
貌似是西北大学van duyne组最早搞出来的,为了解决以上的空间上的非均匀性问题,将单分散的金或者银或者同NP通过某种方式自主装于惰性衬底上,但大面积的NP array,比如平方毫米级的均匀的几十纳米的金属NP array似乎没有报道,(要谁知道告诉我一声,100金币)。或者用易组装的SiO2 NP,PS做模板,然后金属化得到MFON衬底,也可以超声/腐蚀脱模,在NP的间隙处得到规则阵列,还可以再退火,得到近半球形阵列。
光刻衬底,
很贵,很贵,因为如果要求光刻线宽在50纳米的话,基本上之后电子束光刻EB可用,要制作平方毫米尺寸的衬底费时,而且仪器不好找。
plasmonic 衬底,光子晶体衬底
理论研究阶段
其实衬底的非均匀性无处不在,尤其是原子级的非均匀性,所以分形是任何严格测量必须考虑的。
笼统的谈增强因子EF不现实,不同的adsorbate,不同的预算和现实,决定了衬底的选择,增强机制里,电磁增强机制EM远比化学增强机制CHEM贡献大,尤其对物理吸附的分子,金银做衬底的话,CHEM几乎无需考虑。
如果要求检出,则考虑高增强因子,选银溶胶做衬底,激发波长选检出物的共振波长。理论上,增强10个量级不难,但实际操作4个量级已经比较高了。
要求结果高重复性reproducitbility,则要求衬底的规则性高,实验做到4个量级增强可行。
不稳定因素主要是,
衬底非均匀性,上文已述。
衬底的稳定性,比如测量过程中的氧化,对银衬底,和电化学SERS尤其得注意。
光化学过程,如,光降解,上文说了,cluster是优先的吸附位,强的光场放大位,还有一点,它还是高催化活性位,此处发生光化学反映,应该很容易,一般用离焦测量
对焦,机械扰动,
理论归理论,操作是操作,所以我说事非经过不知难。
2 EF的具体计算用了很多近似和模型,可参考厦大 田中群 的文章,英文的或者厦大 固体表面物理化学若干研究前沿 第7章。

3 气相SERS可以做,最低检测下限,在实验设计合理的前提下,可以做到单分子。但如果定量分析混合物,恐怕很难,类似红外的问题
4 吸附量低,可以考虑在金属衬底上coating易吸附苯系VOC的物质,SERS的增强在衬底以上至少10纳米内有效
5 提高吸附量貌似是唯一途径
顶部
jishiben[使用道具]
一星
Rank: 6Rank: 6


UID 129862
精华 0
积分 3162
帖子 1864
信誉分 100
可用分 10818
专家分 0
阅读权限 255
注册 2014-12-22
状态 离线
18
 

【回复】

楼主,能不能介绍一下一般使用什么软件来模拟SERS呢,楼主知道DDA这个软件吗?
顶部
malong[使用道具]
一星
Rank: 6Rank: 6


UID 129814
精华 0
积分 3179
帖子 1898
信誉分 100
可用分 10775
专家分 0
阅读权限 255
注册 2014-12-20
状态 离线
19
 

【回复】

最近在用FDTD法做nanoantenna bowtie的SPR模拟计算,浏览文献的时候也看到过SPR对拉曼散射荧光增强的作用,lz用的是什么结构的nanoantenna?
顶部