การกระจัดกระจายรามันที่ปรับปรุงพื้นผิวเป็นปรากฏการณ์ที่สัญญาณแสงจาง ๆ ตามปกติซึ่งเกี่ยวข้องกับการกระเจิงรามันจะมีประสิทธิภาพมากขึ้นและตรวจจับได้ง่ายขึ้น ในขณะที่รามันสเปกโทรสโกปีเป็นวิธีที่มีประโยชน์ในการระบุโมเลกุลที่มีอยู่ในวัสดุหรือวิธีการแก้ปัญหามันถูก จำกัด ด้วยความจริงที่ว่าผลกระทบนั้นอ่อนแอมาก การกระจัดกระจายของรามันเพิ่มประสิทธิภาพของพื้นผิวในเอฟเฟกต์นี้จะถูกขยายอย่างมากโดยทั่วไปจะเป็น 10 ถึง 10 6 และในบางสถานการณ์สูงถึง 10 15 การเพิ่มประสิทธิภาพสามารถทำได้เมื่อโมเลกุลที่อยู่ในการสืบสวนสัมผัสกับหรืออยู่ใกล้กับพื้นผิวโลหะที่มีความหยาบในระดับ 10-100 นาโนเมตร (นาโนเมตร) เงินทองคำและทองแดงให้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดและมักใช้ในรูปของอนุภาคนาโน
มันคิดว่าผลที่เกิดขึ้นเมื่อมีการสร้าง plasmons บนพื้นผิวโลหะโดยแสงเลเซอร์ที่ใช้เพื่อให้เกิดการกระเจิงของ Raman ที่ปรับปรุงพื้นผิว พลาสมงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งเดินทางไปในระยะสั้น ๆ ผ่านพื้นผิวของโลหะเมื่อเมฆอิเล็กตรอนถูกกระตุ้นด้วยแสง ความผิดปกติเล็ก ๆ บนพื้นผิวของอนุภาคนาโนดูเหมือนว่าจะให้ความสนใจกับเอฟเฟกต์ซึ่งจะเพิ่มขึ้นอีกเมื่ออนุภาคนาโนถูกจัดเรียงเป็นกลุ่ม สนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่ถูกสร้างขึ้นนั้นดูเหมือนว่าจะทำให้โมเลกุลในบริเวณใกล้เคียงแสดงให้เห็นถึงการกระจัดกระจายของรามานที่รุนแรงกว่าปกติ มันก็คิดว่าเคมีอาจมีบทบาทในบางกรณี แต่การวิจัยเพื่ออธิบายอย่างเต็มรูปแบบกำลังดำเนินอยู่
ผลนี้ได้นำไปสู่การพัฒนา Raman spectroscopy (SERS) ซึ่งเป็นเทคนิคที่ขยายขอบเขตของ Raman spectroscopy อย่างมากทำให้สามารถตรวจจับสารต่าง ๆ จำนวนน้อยมากโดยไม่ต้องใช้เครื่องมือราคาแพง เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการกระจัดกระจายของพื้นผิว Raman วัสดุที่อยู่ภายใต้การตรวจสอบจะถูกวางลงบนอนุภาคนาโนโลหะที่เหมาะสมซึ่งมักอยู่ในคอลลอยด์ เช่นเดียวกับสเปคโทรรามันแบบดั้งเดิมเลเซอร์สีเดียวใช้ในการผลิตกระเจิงที่ต้องการ ก่อนที่จะวิเคราะห์แสงที่กระจัดกระจายสัญญาณที่รุนแรงยิ่งขึ้นเนื่องจากการกระเจิงของ Rayleigh จะถูกกรองออกเพื่อป้องกันไม่ให้สัญญาณ Raman ครอบงำ
ความไวที่พัฒนาขึ้นอย่างมากของการกระเจิงของ Raman ที่ปรับปรุงพื้นผิวช่วยให้สามารถใช้เทคนิคในการตรวจจับสารประกอบเคมีจำนวนมากในปริมาณการติดตาม ดังนั้นจึงมีการประยุกต์ใช้ในนิติวิทยาศาสตร์การตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อมและการแพทย์ อนุภาคนาโนโลหะสามารถถูกนำเข้าสู่เซลล์ที่มีชีวิตทำให้สามารถใช้ SERS เพื่อตรวจสอบกิจกรรมทางชีวเคมีของเซลล์
