化学贡献在 SERS 中仅居次要地位吗？
光学
2023-10-26 v1 其他凝聚态物理
摘要
一种既有的认识是，电磁贡献（等离子体介导的激光与散射局域电磁场增强）是表面增强拉曼散射 (SERS) 中的主要因素，而所谓的化学（分子相关）贡献即便有也仅起辅助作用。我们对基于纳米球光刻的广泛金属基底进行了全面共振研究，以共价连接的 4-巯基苯甲酸单分子层为探针（溶液中非共振分子），结论表明这一公认认识需要修正。我们呈现了对金属膜覆盖纳米球 (MFON) 基底的详细共振 SERS 研究，既扫描了激光波长，也通过纳米球直径调谐等离子体响应。远场与近场性质分别通过光学反射率与 SERS 效率的度量表征，并得到数值模拟支持。我们证明 SERS 效率确实依赖于由系统等离子体响应决定的电磁机制，但我们也观察到其同样强烈地由与共价结合探针分子金属到配体电子跃迁相关的化学共振贡献所界定。当等离子体模式与配体到金属化学共振相交时产生最佳放大，两机制协同贡献。其他基于纳米球光刻的基底（包括球段空隙腔与六方有序三角形纳米颗粒），无论以 Ag 或 Au 为等离子体金属，以及商用基底 (Klarite)，均观察到相同总体趋势。我们得出结论：要充分发掘这些基底在分析应用中的潜力，必须深入理解电磁与化学两种机制。
引用
@article{arxiv.2301.02489,
title = {Has the chemical contribution a secondary role in SERS?},
author = {Luis A. Guerra Hernandez and Andres A. Reynoso and Alejandro Fainstein},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.02489},
year = {2023}
}