拉曼信號的產生是一個效率比較低的過程,檢測靈敏度較低。因此,如果沒有特殊的增強效應,拉曼技術很難應用于實際中。
目前,常用的增強拉曼技術為表面增強拉曼技術。是有機分子吸附在Ag、Au、Cu納米粒子表面或粗糙的金屬電極表面,在電磁場或電荷轉移的作用下,實現拉曼信號大大增強的過程。SERS的發現使得拉曼光譜可以用來研究一些電化學中重要的固液界面反應,甚至得到電極表面單分子層的拉曼信號。
根據SERS理論,當合適波長的激發光照射在某些特定金屬(Au,Ag,Cu,Li,Na等)的納米結構上時,會引發金屬納米結構的表面等離子體共振(Surface Plasmon Resonance,SPR),這會使得納米結構間產生102倍的增強的電磁場,這個增強的電磁場的空間被形象的稱為“熱點”。如果在這個熱點附近的幾個納米的空間內存在有拉曼活性的分子,就會與電磁場作用,使得電磁場產生最大104倍的增強,分子的拉曼信號也會得到極大的增強。根據以上機理的簡述,要想獲得電極表面增強的拉曼信號,需要同時滿足三個條件:1. Au,Ag,Cu,Li,Na等特定的金屬表面;2. 合適的納米結構;3. 波長匹配的激發光。