新拉曼光譜法可“看到”小於十億分之一米粒子

　　將通過樹枝狀聚合物模板法精細制備的氧化錫SNC加載到等離子激元放大器的薄硅殼層上，使SNC的拉曼信號顯著增強到可檢測的水平。圖片來源：物理學家組織網

　　科技日報訊 （記者劉霞）據物理學家組織網近日報道，日本科學家開發出一種新拉曼光譜法，使研究人員能分析直徑僅0.5—2納米金屬顆粒的化學成分和結構。這一最新突破有望使科學家開發出新型微材料，廣泛應用於電子、生物醫學、化學等領域。

　　金屬納米顆粒擁有廣泛的潛在應用前景，正成為現代研究領域的“香餑餑”。研究人員目前已能研制出直徑僅為0.5—2納米（1納米等於十億分之一米）的金屬納米晶體。這些小顆粒被稱為“亞納米簇”（SNC），擁有非常獨特的特性。例如，可充當（電）化學反應中出色的催化劑﹔也會表現出奇特的量子現象，對組成簇的原子數的變化非常敏感等。

　　但現有分析方法無法勝任SNC的檢測研究工作。其中一種方法名為拉曼光譜法，盡管傳統拉曼光譜法及其變體已在多個領域“大顯身手”，但由於其靈敏度較低，因此對SNC的檢測工作隻能“望之興嘆”。

　　有鑒於此，東京工業大學研究小組提出了一種新方法來增強拉曼光譜測量的性能，並使其能勝任SNC的分析工作。

　　在研究中，日本團隊致力於提升特定拉曼光譜法——表面增強拉曼光譜法的性能。他們表示，將包裹於惰性二氧化硅薄殼內的金/銀納米顆粒添加到樣品內，可放大樣品的光信號，從而提高該技術的靈敏度。因此，他們首先從理論上確定了金/銀的最佳尺寸和組成，結果發現，100納米銀光放大器可極大地放大黏附在多孔二氧化硅殼上的SNC的信號。

　　研究負責人之一山本喜久（音譯）教授解釋說：“這種光譜技術選擇性地產生了與光放大器表面非常接近的物質的拉曼信號。”

　　為測試這一發現，他們測量了氧化錫SNC的拉曼光譜，結果獲得了新發現，解釋了氧化錫SNC為什麼擁有如此高的化學催化活性——與其原子有關。

　　山本總結道，新突破對於擴大亞納米材料在生物傳感器、電子學和催化劑等各個領域的應用范圍至關重要。