Yüzeyle geliştirilmiş Raman saçılması, Raman saçılması ile bağlantılı normalde soluk ışık sinyallerinin çok daha güçlü ve daha kolay tespit edilebildiği bir olgudur. Raman spektroskopisi, bir materyalde veya çözeltide mevcut olan molekülleri tanımlamanın faydalı bir aracı olmakla birlikte, normalde bu tür saçılmaya maruz kalan her 10 8 fotondan sadece biri ile etkinin çok zayıf olması ile sınırlıdır. Yüzeyle güçlendirilmiş Raman saçılması, bu etkinin, tipik olarak 10 ila 10 6 ve bazı durumlarda 10 ila 15 arasında bir faktörle büyük ölçüde büyütülmesine neden olur. Geliştirme, incelenen moleküller, 10-100 nanometre (nm) ölçeğinde pürüzlülüğü olan metal bir yüzeye temas ettiğinde veya bu yüzeyle yakın olduğunda gerçekleştirilir. Gümüş, altın ve bakır en iyi sonuçları verir ve genellikle nanopartiküller formunda kullanılır.
Metal yüzeyinde plazmonlar oluşturulduğunda, yüzeyde geliştirilmiş Raman saçılması için kullanılan lazer ışığı ile etkinin üretildiği düşünülmektedir. Plazmonlar, metalin elektron bulutu ışıkla uyarıldığında metalin yüzeyinde kısa bir mesafeden geçen elektromanyetik dalgalardır. Nanopartiküllerin yüzeyleri üzerindeki küçük düzensizlikler, nanopartiküller kümeler halinde düzenlendiğinde daha da artan etkiyi arttırıyor gibi görünmektedir. Ardından üretilen elektromanyetik alanın yakın çevrede bulunan moleküllerin normalde olacağından çok daha yoğun Raman saçılımı göstermesine neden olduğu görülüyor. Bazı durumlarda kimyanın bir rol oynayabileceği düşünülmektedir, ancak tam bir açıklamaya yönelik araştırmalar devam etmektedir.
Bu etki, Raman spektroskopisinin kapsamını büyük ölçüde genişleten ve pahalı aletlere ihtiyaç duymadan son derece küçük miktarlarda çeşitli maddelerin tespit edilmesine izin veren bir teknik olan yüzey arttırılmış Raman spektroskopisinin (SERS) geliştirilmesine yol açtı. Yüzeyi güçlendirilmiş Raman saçılma etkisini en üst düzeye çıkarmak için, incelenen materyal, genellikle bir koloit içinde uygun metal nanoparçacıkların üzerine biriktirilir. Geleneksel Raman spektroskopisinde olduğu gibi, gerekli saçılmayı üretmek için tek renkli bir lazer kullanılır. Saçılan ışığın analiz edilmesinden önce, Rayleigh saçılmasından kaynaklanan daha yoğun sinyal, Raman sinyallerini ezmesini engellemek için filtrelenir.
Yüzeyde geliştirilmiş Raman saçılımının büyük ölçüde geliştirilmiş hassasiyeti, tekniğin iz miktarlarında çok sayıda kimyasal bileşiği tespit etmek için kullanılmasına izin verir. Bu nedenle adli tıp, çevre izlemesi ve tıpta uygulamaları vardır. Metal nanoparçacıklar canlı hücrelere sokulabilir ve hücresel biyokimyasal aktiviteyi araştırmak için SERS kullanımını mümkün kılar.
