표면 강화 라만 산란이란 무엇입니까?
표면 강화 라만 산란은 라만 산란과 관련된 일반적으로 희미한 빛 신호가 훨씬 강력하고 쉽게 감지 될 수있는 현상입니다. 라만 분광법은 재료 또는 용액에 존재하는 분자를 식별하는 유용한 수단이지만, 일반적으로 이러한 종류의 산란을받는 10 8 개의 들어오는 광자마다 1 개만으로 효과가 매우 약하다는 사실에 의해 제한됩니다. 표면 강화 라만 산란은이 효과가 일반적으로 10 3 ~ 10 6 배 , 일부 환경에서는 10 15 배 까지 크게 증폭됩니다. 조사중인 분자가 10-100 나노 미터 (nm) 규모의 거칠기를 갖는 금속 표면과 접촉하거나 근접한 경우에 향상이 달성된다. 은, 금 및 구리가 최상의 결과를 제공하며, 일반적으로 나노 입자 형태로 사용된다.
표면 강화 라만 산란을 달성하기 위해 사용 된 레이저 광에 의해 금속 표면에서 플라즈몬이 생성 될 때 효과가 생성되는 것으로 생각된다. 플라스 몬은 금속의 전자 구름이 빛에 의해 자극 될 때 금속 표면을 가로 질러 짧은 거리를 이동하는 전자기파입니다. 나노 입자 표면의 작은 불규칙성은 그 효과를 집중시키는 것으로 보이며, 이는 나노 입자가 클러스터로 배열 될 때 더욱 증가한다. 생성 된 전자기장은 바로 근처에있는 분자들이 보통 경우보다 훨씬 더 강한 라만 산란을 보이게하는 것으로 보인다. 어떤 경우에는 화학이 중요한 역할을 할 것으로 생각되지만, 전체 설명에 대한 연구가 진행 중입니다.
이 효과는 라만 분광법의 범위를 크게 확장 한 기술인 표면 강화 라만 분광법 (SERS)의 개발로 이어졌으며, 값 비싼 기기 없이도 소량의 다양한 물질을 탐지 할 수있게되었습니다. 표면 강화 라만 산란 효과를 최대화하기 위해, 조사중인 물질은 종종 콜로이드로 적합한 금속 나노 입자 상에 증착된다. 전통적인 라만 분광법과 마찬가지로, 필요한 산란을 생성하기 위해 단색 레이저가 사용됩니다. 산란 된 빛을 분석하기 전에 Rayleigh 산란으로 인한 더 강렬한 신호가 걸러져 라만 신호를 압도하는 것을 방지합니다.
표면 강화 라만 산란의 감도가 크게 향상되어 수많은 화합물을 미량으로 검출 할 수 있습니다. 따라서 법의학, 환경 모니터링 및 의학 분야에 적용됩니다. 금속 나노 입자는 살아있는 세포에 도입되어 SERS를 사용하여 세포 생화학 적 활성을 조사 할 수 있습니다.