什么是針尖增強(qiáng)拉曼散射（TERS）或納米拉曼？

時(shí)間：2020-01-05作者：上海巨納科技有限公司瀏覽：777

隨著檢測(cè)器性能的提高和新的快速高光譜成像技術(shù)（如SWIFT可快速采集高空間分辨率圖像）的出現(xiàn)，顯微拉曼的成像速度有了很大的提高。與所有傳統(tǒng)的共焦技術(shù)一樣，拉曼共焦成像仍舊受阿貝光衍射極限原理的限制，無(wú)法逾越亞微米級(jí)別的空間分辨率。在共焦熒光成像中，**分辨技術(shù)（像PALM或STORM）可打破這個(gè)空間分辨率的限制，然而這些技術(shù)非常依賴于對(duì)標(biāo)記技術(shù)，沒(méi)有標(biāo)記則無(wú)法使用。拉曼光譜的優(yōu)勢(shì)是可以提供無(wú)標(biāo)記的詳細(xì)化學(xué)信息。
相對(duì)于掃描電子顯微鏡（SEM）和透射電子顯微鏡（TEM），掃描探針顯微鏡（SPM）尤其是原子力顯微鏡（AFM）的發(fā)展已經(jīng)讓人們對(duì)納米世界的了解變得容易、可行。隨著近場(chǎng)光學(xué)顯微技術(shù)（SNOM、NSOM）的發(fā)展，已有新的方法來(lái)探測(cè)亞衍射極限的光。
 
 
    近場(chǎng)透射和反射顯微鏡可通過(guò)錐形光纖或空心懸臂得以實(shí)現(xiàn)，而近場(chǎng)熒光則由于光轉(zhuǎn)換效率問(wèn)題而較具挑戰(zhàn)性。由于自發(fā)拉曼是種很弱的散射，一般來(lái)說(shuō)，只有百萬(wàn)分之一的激發(fā)光子被散射回來(lái)，所以除了強(qiáng)共振分子外，SNOM-拉曼（或NSOM-拉曼）**真正成功過(guò)。
即使用較好的光學(xué)器件和檢測(cè)硬件，非共振分子的近場(chǎng)自發(fā)拉曼依然非常困難。
在過(guò)去的30年，表面增強(qiáng)拉曼散射獲得了蓬勃的發(fā)展，因其通過(guò)表面等離子體共振效應(yīng)實(shí)現(xiàn)了拉曼的單分子檢測(cè)。針尖增強(qiáng)拉曼散射利用的也是相同的效應(yīng)，SPM探針針尖作為增強(qiáng)表面在納米區(qū)域促進(jìn)拉曼散射。
成功的TERS測(cè)試常常需要制備合適的探針針尖，即針尖必須涂鍍一層粗糙貴金屬以便于光進(jìn)入表面等離子體進(jìn)行耦合。選擇適當(dāng)?shù)募ぐl(fā)波長(zhǎng)匹配樣品共振以及合適的探針針尖使等離子體耦合效率較大化也有助于大大增強(qiáng)測(cè)樣點(diǎn)的拉曼信號(hào)，從而使其空間分辨率可達(dá)到10nm。通過(guò)開(kāi)發(fā)一個(gè)光學(xué)、機(jī)械和軟件較優(yōu)化的SPM耦合平臺(tái)，使其提供較好的光搜集效率并且可以方便地將拉曼激光導(dǎo)入到SPM針尖實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定的TERS成像，巨納集團(tuán)提供的該設(shè)備空間分辨率可達(dá)到2nm。
針尖增強(qiáng)拉曼散射(Tip enhanced Raman scattering, TERS)技術(shù)已被探索用于許多不同的應(yīng)用領(lǐng)域，并為納米尺度的化學(xué)分析和成像開(kāi)辟了新的可能。


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