Nanoreplicated positive and inverted sub-micron polymer pyramids array for surface enhanced Raman spectroscopy (SERS)
我们展示了镀金聚合物表面增强拉曼散射（SERS）衬底与一对互补的结构-正，倒金字塔阵列结构制造的多步成型和复制过程。以罗丹明6 G为目标分析物，正棱锥基底在整个器件表面上的均匀SERS增强因子为7.2 × 10^4，而倒棱锥基底为1.6 × 10^6。基于光反射测量和FDTD模拟结果，增强因子的差异归因于等离子体共振匹配和SERS“热点”。通过这种简单、快速和多功能的互补成型工艺，我们可以以极低的成本、高产量和高重复性生产聚合物SERS基底。
2014-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Theory of hyperbolic stratified nanostructures for surface enhanced Raman scattering
我们从理论上研究了双曲线层状纳米结构对表面增强拉曼光谱的增强作用，并与金属纳米谐振器进行了比较。首先从半解析模态理论获得每个纳米结构在其环境中的光子格林函数，该理论用于分子-纳米结构相互作用的量子光学形式主义中以模拟SERS光谱。提出了一种直观的方法来计算单分子增强因子（SMEF），这也是能够预测已知的实验SERS增强因子的一个例子金纳米二聚体。我们阐明了增强的重要品质指标，并针对不同的设计探索这些指标。我们发现，使用双曲分层材料可以提高光子局域态密度（LDOS）的接近2倍，相比纯金属纳米结构，当两者都设计为在相同的工作波长。然而，增加的LDOS伴随有损耗双曲线材料内的较高电场浓度，这导致用于减少远场中的总体检测到的SERS增强的增加的猝灭。对于具有近红外共振局部表面等离子体波长的纳米谐振器，双曲线分层纳米结构的SMEF比纯金属对应物低大约一个数量级。相反，我们表明，通过使用近场探针检测拉曼信号，当探针足够接近（<50 nm）等离子体热点处的拉曼活性分子时，与使用纯金属纳米结构相比，双曲线材料可以提供SERS增强的改善。
2017-10-30 physics.optics
The dipole-quadrupole theory of surface-enhanced Raman scattering
综述致力于解释SERS的偶极子和四极光分子相互作用中产生的表面场强烈变化的空间中的区域中的强烈不规则的表面粗糙度。本文介绍了SERS的主要特征，几种典型粗糙表面和其它体系附近的电磁场理论，任意对称分子的SERS喇曼张量理论，SERS谱的选择规则和分析，对称分子在某些特定条件下的SERS谱中的一些反常现象，考虑了甲烷分子和立方对称群分子四极散射机制的电动力学禁戒。解释了SERS方法在单分子检测中出现的信号增强和闪烁现象。将上述理论与其它一些SERS机制进行了比较，并对SERS现象进行了解释。结果表明，理论与实验符合得很好，并解释了与SERS现象有关的许多特征。
2013-09-30 physics.chem-ph physics.optics
Near unity Raman $β$-factor of surface enhanced Raman scattering in a waveguide
分子振动对光的拉曼光的散射提供了一种强大的技术，通过分子的内部键和对称性来“指纹”分子。由于拉曼散射很弱，因此非常需要增强、引导和利用它的方法，例如通过使用光学腔、波导和表面增强拉曼散射（SERS）。虽然SERS通过将光定位在金属纳米结构中微小的“热点”内来提供显着的增强，但这些微小的相互作用体积仅对少数分子敏感，产生难以检测的微弱信号。在这里，我们表明，从4-氨基硫酚（4-ATP）分子键合到等离子体间隙波导的SERS被引导到一个单一的模式，效率>99%。虽然牺牲了一个限制尺寸，我们发现10 $^4$倍SERS增强在一个广泛的光谱范围内，使波导的更大的传感体积和非谐振模式。值得注意的是，波导SERS（W-SERS）足够明亮，可以对波导中的拉曼传输进行成像，从而暴露出纳米聚焦和Purcell效应的作用。从激光物理学模拟的$β$ -因子，近单位拉曼$β$ -因子观察暴露在一个新的光的SERS技术和点的替代路线来控制拉曼散射。W-SERS直接拉曼散射的能力与基于集成光子学的拉曼传感器相关，其应用于气体和生物传感以及医疗保健。
2022-02-22 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Surface enhanced Raman spectroscopy using a single mode nanophotonic-plasmonic platform
表面增强拉曼光谱（SERS）是用于增强拉曼信号的成熟技术。最近，光子集成电路已被用于作为基于激发和收集的显微镜的替代方案，以探测来自外部金属纳米颗粒的SERS信号。然而，为了开发定量的芯片上SERS传感器，需要集成专用的纳米等离子体天线和波导。在这里，我们通过首次展示从集成的蝴蝶结纳米天线产生SERS信号来弥合这一差距，该信号由单模波导激发和收集，并严格量化增强过程。与自由空间拉曼散射相比，由4-硝基硫酚涂层的蝴蝶结天线产生的引导拉曼功率显示出8 x 10^6的增强。一个很好的对应关系，得到理论预测和观察到的绝对拉曼功率之间。这项工作为完全集成的芯片实验室系统铺平了道路，其中单模SERS探针可以与其他光子，流体或生物功能相结合。
2015-08-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS): nonlocal limitations
巨场增强和场奇异性是通常采用的局部响应框架的自然结果。我们发现，更一般的非局部处理等离子体响应导致新的和可能的基本限制场增强与重要的后果，我们的理解SERS。电子气的固有长度尺度用于涂抹出假设的场奇异性，即使对于具有无限尖锐特征的几何形状，也使SERS增强因子有限。对于银纳米槽结构，由半圆柱体的周期性阵列（半径高达120 nm）模拟，我们没有发现超过十个数量级（10^10）的增强因子。
2012-05-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Coherent electron-vibron interactions in Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS)
该研究建立开放系统量子模型，揭示近共振与非共振电子能级间的相干电子–振动子相互作用，可导致SERS峰数个数量级变化并增强非经典光子对关联。
2024-01-18 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Plasmon localization and giant fields in holographic metasurface for SERS sensors
我们提出了SERS活性的金属全息超表面制作金属周期性纳米光栅沉积在介质基板上。超颖表面由调制的电介质组成，其被薄银层覆盖。超表面作为开放的等离子体共振器操作。提出了金属纳米光栅开放谐振腔中激发等离子体激元的理论。大的局部电磁场预测的光学频率。在4英寸的硅晶片上设计的超颖表面上的等离子体激元的激发实验证明。局部电场的增强导致表面增强拉曼散射（SERS）。为了研究SERS效应，超表面被4-巯基苯硼酸分子覆盖，这些分子与银纳米层形成共价键，并作为概念验证。最后，我们获得了230 nM的检测限为4-巯基苯硼酸分子。
2021-11-10 physics.optics
Sum-of-Squares Bounds on Surface-Enhanced Raman Scattering
该研究首次将平方和（SOS）规划应用于光学领域，推导了周期性超表面空间平均SERS的基本界限，克服了先前技术的局限，为优化超表面设计提供了关键理论依据。
2025-02-13 physics.optics
Bottom-Up Surface-Enhanced Raman Scattering for the Detection of Micro-Objects and Globular Analytes
Institute for Theoretical and Applied Electromagnetics of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院理论与应用电磁学研究所）；Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院谢米亚金-奥夫钦尼科夫生物有机化学研究所）；National Research Nuclear University “MEPhI” (Moscow Engineering Physics Institute)（国立核研究大学“莫斯科工程物理学院”）；Lopukhin Federal Research and Clinical Center of Physical-Chemical Medicine of Federal Medical Biological Agency（联邦医学生物局洛普欣物理化学医学联邦研究与临床中心）
本研究提出自底向上的SERS方法，通过在研究对象表面沉积金属实现检测，结合多技术建模，开发出可对球状微物体实现四个数量级信号增强的SERS活性系统。
2026-10-12 physics.optics
Automatic control of gold nanoparticle clustering in plasmonic nanopores based on Raman spectroscopic feedback
University of Oulu（奥卢大学）；VTT, Technical Research Centre of Finland（芬兰技术研究中心）
本文提出利用微控制器结合拉曼光谱反馈自动调节电压，去除等离激元纳米孔中的金纳米粒子聚集体，以实现DNA和蛋白质的自动化高通量单分子SERS检测。
2026-09-15 physics.optics
Chiral Metafilms and Surface Enhanced Raman Scattering For Enantiomeric Discrimination of Helicoid Nanoparticles
手性纳米光子平台提供了一种产生具有增强的不对称性质和强度的近场的方法。它们可以被利用的光学测量，允许对映体的歧视，在检测水平大于6个数量级，比实现与传统的手性敏感的光谱方法的基础上，圆偏振光。利用纳米光子平台进行手性检测的最佳方法是使用光谱方法，该方法提供了由手性物质的存在引起的近场环境变化的局部探针。在这里，我们表明，表面增强拉曼光谱（SERS）是这样的近场环境的本地探针。我们已经用它来实现对映体歧视的手性螺旋纳米粒子沉积在左手和右手的手性超薄膜的对映体。更热的电磁热点被创建为匹配的螺旋面和超薄膜组合（左-左和右-右），而不匹配的组合导致明显更冷的电磁热点。这种大的对映体的热点强度的依赖性，很容易检测到使用SERS与援助的非手性拉曼报告分子。实际上，我们已经使用SERS来区分通过混合手性纳米颗粒和超膜产生的等离子体非对映异构体的不同EM环境。这项工作表明，通过将手性纳米光子平台与已建立的SERS策略相结合，可以开辟超灵敏手性检测的新途径。
2022-12-12 physics.optics
Myasthenia Gravis Diagnosis with Surface-enhanced Raman Spectroscopy
本研究利用嵌入5纳米金纳米颗粒的SERS基底分析血清，通过检测疾病特异性光谱特征，实现了对重症肌无力的灵敏、非侵入性诊断。
2025-01-19 physics.med-ph physics.optics
Topology-optimized distributed 3d anisotropic Raman emission
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Vrije Universiteit Amsterdam（阿姆斯特丹自由大学）；Rice University（莱斯大学）；Duke University（杜克大学）；Technical University of Denmark（丹麦技术大学）
本文提出了一种用于制造的3D SERS基底拓扑优化方法，通过非线性张量平均处理各向异性分子，优化了银和Si3N4器件，实现了在弹性与非弹性散射中随机取向分子的平均信号最大化。
2026-03-18 physics.optics
Fano enhancement of SERS signal without increasing the hot spot intensity
等离子体纳米结构通过将入射场定位到热点中来增强非线性响应，例如表面增强拉曼散射（SERS）。当线性Fano共振（FR）发生在双共振方案中时，局部热点场甚至可以进一步增强。然而，热点增强是有限的振动模式的修改，分子的击穿和隧道制度。在这里，我们提出了一种方法，可以规避这些限制。我们的分析模型和三维麦克斯韦方程组的解决方案表明：增强由于本地化的领域可以乘以一个因子$10^2$到$10^3$。此外，这可以在不增加热点强度的情况下进行，这也避免了拉曼模式的修改。与线性Fano共振不同，我们在非线性响应中创建了路径干扰。我们证明了一个单一的方程，增强发生由于取消的贡献项的SERS响应的分母。
2018-05-19 physics.optics
Continuous-wave Cascaded-Harmonic Generation and Multi-Photon Raman Lasing in Lithium Niobate Whispering-Gallery Resonators
我们报道了在毫米级的锂酸盐回音壁谐振腔中，在与激光兼容的红外波长泵浦下，连续波级联谐波产生和拉曼激光的实验演示。通过回音壁谐振腔中的多次再循环的强度增强和通过非均匀晶体极化的准相位匹配使得能够同时级联谐波产生高达四次谐波，伴随着受激拉曼、双光子、三光子，和四光子拉曼散射对应的分子振动波数632 cm-1和255 cm-1的z-在低至200 mW的泵浦功率水平下切割锂离子电池。我们演示了同时级联谐波产生和拉曼激光通过观察从谐振器的散射光的光谱，并通过捕获的图像的去耦光从谐振器上的彩色CCD相机。
2011-10-19 physics.optics
Designing Structures that Maximize Spatially Averaged Surface-Enhanced Raman Spectra
我们提出了一个总体框架的纳米图案化表面的逆设计，最大限度地提高空间平均表面增强拉曼（SERS）光谱随机分布在整个材料或流体的分子，最近提出的跟踪配方优化非相干发射的基础上。这导致了与在单个已知位置优化SERS发射完全不同的设计，正如我们使用几个2D设计问题来说明热点密度，角度选择性和非线性损伤的影响。我们得到优化的结构，执行约4倍优于涂层与优化的球体或蝴蝶结结构和约20倍时，包括非线性损伤效应。
2022-08-01 physics.optics
Semiconductor Metasurfaces for Surface-enhanced Raman Scattering
本文提出利用TiO2超表面结合连续域光学束缚态（BICs）实现超高电场增强和可调谐振吸收，从而突破半导体SERS基底电磁场增强弱的瓶颈，并最大化光致电荷转移效应。
2023-11-29 physics.app-ph physics.optics
The effect of DNA bases permutation on surface enhanced Raman scattering spectrum
表面增强拉曼散射（SERS）过程导致吸附在等离子体金属表面的分子的拉曼散射截面显著增加，并受到金属表面几何结构、光学性质、化学吸附分子的取向以及化学环境等诸多物理化学因素的影响。虽然SERS有望用于DNA序列的单分子灵敏度和光学传感，但需要更详细地了解各种因素之间丰富的物理化学相互作用，以提高现有和未来基于SERS的DNA传感平台的预测能力。在这项工作中，我们报告的实验结果表明，吸附的单链DNA（ssDNA）异构体的SERS光谱依赖于单个碱基出现在3个碱基长的ssDNA由于DNA碱基之间的分子内相互作用的顺序。此外，我们的实验表明，效果持有在更一般的条件下，分子不经历化学增强由于共振电荷转移效应，也在标准拉曼散射没有电磁或化学增强。我们的数值模拟定性地支持实验结果，并表明基置换的结果在拉曼和化学增强拉曼光谱的修改。
2021-02-21 physics.chem-ph physics.optics
Freestanding and permeable nanoporous gold membranes for surface-enhanced Raman scattering
表面增强拉曼光谱（SERS）需要可靠的高增强基底，以便用于不同的应用领域。在这里，我们介绍了独立的多孔金膜（PAuM）作为易于生产，可扩展，机械稳定，有效的SERS基板。我们制造大规模的子30厚PAuM，形成独立的膜，根据标称的金厚度不同的形态。这些PAuM是机械稳定的压力高达$>3$酒吧，并表现出表面增强拉曼散射与局部增强因子的$10^4$到$10^5$，我们证明了波长依赖性和空间分辨拉曼测量使用石墨烯作为本地拉曼探针。数值模拟表明，增强来自个别的，纳米级的膜孔作为光学缝隙天线。我们的PAuM是机械稳定的，提供了强大的SERS增强的激发功率密度高达$10^6$ W $\,$ cm $^{-2}$，并可能会发现使用作为一个积木在流通传感器应用的基础上SERS。
2021-09-27 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Quantifying efficiency of remote excitation for surface enhanced Raman spectroscopy in molecular junctions
针对SERS直接激发导致纳米间隙背景加热阻碍分子操控的问题，提出通过光栅激发SPPs传播至电迁移金分子结实现远程激发SERS的方法，33个器件统计显示其耦合效率约10%且光谱更稳定。
2023-08-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Solitons and frequency combs in silica microring resonators: Interplay of the Raman and higher-order dispersion effects
研究了拉曼散射和高阶色散对石英微腔中孤子和频率梳产生的影响。喇曼效应在谐振腔品质因数中引入了一个阈值，超过该阈值，锁频孤子将不存在，而是观察到以产生自频移孤子和色散波为特征的丰富的动力学过程。本文还报道了锁频孤子的Hopf不稳定性导致切伦科夫辐射展宽的机制。
2015-09-15 physics.optics
Enhanced excitation and readout of plasmonic cavity modes in NPoM via SiN waveguides for on-chip SERS
反射镜上的金属纳米粒子（NPoM）腔能够在亚纳米间隙中实现极端的场限制，从而为表面增强拉曼散射（SERS）等非线性过程带来无与伦比的性能。到目前为止，基于NPoM的主流实验方法已经通过倾斜入射下的自由空间光激发和收集来执行，因为基本辐射耦合NPoM模式在法向方向上不散射。保留这一工作原理，在这里，我们数值表明，在NPoM配置中的等离子体腔模式可以有效地激发在集成的SERS方法通过TM引导模式的氮化硅（SiN）波导。对于约1 nm的间隙间距，可以实现超过10 $^{5}$的强度增强。为了减少不需要的SiN拉曼背景，输出斯托克斯信号被转移到横向放置的波导，达到高达10%的耦合效率。几何参数，如间隙厚度以及纳米颗粒的半径和位置，提供了对主要光谱特征的完全控制，从而使我们能够设计和驱动NPoM的光学响应，用于Si基光子集成平台中的高性能SERS。
2021-08-24 physics.optics
Cascaded Stokes and anti-Stokes laser based on an optical resonator with a self-assembled organic monolayer
超高品质因数介质回音壁模式谐振腔由于其高循环强度，使得低阈值拉曼微激光器的发展成为可能。随后，其他拉曼相关的现象，如级联受激拉曼散射（CSRS）和受激反斯托克斯拉曼散射（SARS），被观察到。虽然低阈值频率转换和产生具有明显的应用，但CSRS和SARS受到低拉曼增益的限制。在这项工作中，二氧化硅谐振器的表面改性与有机单层，增加拉曼增益。高达四个订单的CSRS观察与次mW的输入功率，和SARS的效率提高了三个数量级相比，以前的研究与混合谐振器。
2020-06-16 physics.optics
Optomechanical Collective Effects in Surface-Enhanced Raman Scattering from Many Molecules
在表面增强拉曼散射（SERS）中，分子间的相互作用通常被忽略。在这种假设下，总的SERS信号被描述为独立处理的每个分子的单独贡献的总和。我们在这里采用腔量子电动力学框架内的SERS的光机描述来研究不同分子的量子关联如何产生集体效应。我们推导出相同分子的解析表达式，并进行数值模拟来分析两种类型的集体现象：（i）随着分子数量的增加，在强烈的照明下，激光强度阈值降低，观察到强非线性，以及（ii）在SERS信号中识别超辐射，即分子数量的二次缩放。在反斯托克斯散射中观察后者所需的激光强度相对适中，这使得它特别容易进行实验。我们的研究结果还表明，集体现象可以生存在适度的均匀和不均匀的加宽。
2020-01-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
The attosecond regime of impulsive stimulated electronic Raman excitation
计算了自电离跃迁区中共振和非共振对阿秒脉冲受激电子拉曼散射（SERS）的贡献。与多组态含时Hartree-Fock（MCTDHF）计算结果的比较发现，阿秒SERS是由连续跃迁而不是自电离共振主导的。这些结果同意定量与速率方程，其中包括二阶拉曼和第一和第二阶光电离率。这样的速率模型可以扩展到更大的分子系统。我们的结果表明，阿秒SERS跃迁概率可以理解的双光子广义截面，即使在高强度极限的极紫外波长。
2016-10-04 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.optics
Hybrid Dielectric-Graphene SERS Metasurfaces for Antibody Sensing
本文提出一种介电硅超表面与功能化石墨烯结合的混合SERS平台，利用Mie共振和PBASE功能化实现催乳素及SARS-CoV-2抗体的低功率无标记选择性检测，并通过拉曼应变与掺杂分析验证分子区分能力。
2025-08-15 physics.optics
Structural engineering of transition-metal nitrides for surface-enhanced Raman scattering chips
不含贵金属的表面增强拉曼散射（SERS）基底因其来源丰富、信号均匀性好、生物相容性好、化学稳定性高等优点而受到广泛关注。然而，缺乏可控的合成和制备的高SERS活性的无贵金属衬底阻碍了它们的实际应用。在此，我们提出了一种通过室温溅射沉积方法制备一系列平面过渡金属氮化物（TMN）SERS芯片的一般策略，这些平面TMN（氮化钨、氮化钽和氮化钼）芯片由于TMN芯片与探针分子之间有效的光致电荷转移过程而表现出显著的拉曼增强因子（EF），达到~105。此外，这些TMN芯片的结构工程用于提高它们的SERS活性。通过构建纳米腔结构，得益于电荷转移过程和电场增强的协同效应，WN纳米腔芯片的拉曼EF可大幅提高至1.29 * 107，比平面芯片提高了一个数量级。此外，我们还设计了WN/单层MoS 2异质结芯片。随着WN上表面电子密度的增加和异质结中激子共振跃迁的增加，可以获得1.94 × 10 ~（-7）的能级有效值和5 × 10 ~（-10）m的能级滞留极限。研究结果为超灵敏无贵金属SERS芯片的结构设计提供了重要指导。
2022-04-13 physics.app-ph physics.optics
Continuous wave driving elucidates the desynchronisation dynamics of ultrashort dissipative Raman solitons generated in dispersive Kerr resonators
该研究通过数值模拟证实连续波驱动下也能存在拉曼孤子，借此阐明了脉冲驱动系统中失同步对超短耗散拉曼孤子存在性与特性的作用机制，并定性解释了孤子可存在的失同步范围。
2024-05-21 physics.optics
Exploring the role of hyperbolicity in surface enhanced Raman sensing
IIT Bombay（印度理工学院孟买分校）
通过制备HMM与非HMM两种金纳米棒阵列SERS基底并检测R6G，结合COMSOL仿真和拉曼成像，研究双曲性对表面增强拉曼传感性能的影响。
2025-11-05 physics.optics
Doubly resonant optical nanoantenna arrays for polarization resolved measurements of surface-enhanced Raman scattering
我们报告说，菱形金属纳米天线阵列支持多个等离子体共振，使它们成为有利的生物传感基板。除了与菱形的两个主轴相关联的两个局部等离子体偶极模式之外，样品支持额外的光栅诱导的表面等离子体极化激元共振。所有模式的等离激元特性进行了仔细研究，通过远场测量与数值和分析计算。然后将样品应用于表面增强拉曼散射测量。它被证明是高效的，因为两个等离子体共振的结构被同时调谐，以符合在SERS实验中的激发和发射波长。通过测量偏振角对SERS信号的影响来完成分析。
2009-10-30 physics.optics
Coupling of Plasmonic Hot Spots with Shurikens for Superchiral SERS-based Enantiomer Recognition
对映体的检测是药物开发以及环境和食品质量监测中的一个具有挑战性的问题，其中传统的光学检测方法具有低信号和灵敏度的缺点。表面增强拉曼散射（SERS）技术是分析光学活性有机小分子和生物大分子的有效手段。在这项工作中，对于对映体选择性传感，我们提出了一次性手性等离子体shurikens支持与SERS活性银纳米团簇的手性近场分布的耦合。作为等离子体耦合的结果，观察到光学活性分析物的SERS响应的显着差异。这是假设和证实的数值模拟是一个结果的银粒子被激发的超手性场产生的表面或探针分子实现额外的极化。发现等离子体激元耦合现象对手里剑几何形状、银纳米结构层参数和SERS激发波长的微小变化极其敏感。设计的结构能够区分半胱氨酸对映异构体的浓度在纳摩尔范围和探针生物分子手性，使用一个共同的拉曼光谱仪在几分钟内。一次性等离子体基片与特定近场偏振的组合可以使SERS对映体辨别成为使用标准拉曼光谱仪的常用技术。
2023-02-13 physics.chem-ph physics.optics
Integrated Sideband-Resolved SERS with a Dimer on a Nanobeam Hybrid
与腔光学力学类似，用窄带光学谐振器增强拉曼过程的特定边带将允许参数放大、光和分子振动的纠缠以及降低的转导噪声。我们报告的演示波导寻址边带分辨表面增强拉曼散射（SERS）。我们实现了一个由一维光子晶体腔和一个亚20 nm的带隙二聚体纳米天线组成的等离子体-光子混合谐振腔。近红外中的混合共振为设计者提供了1000的Q因子和$Q/V=(λ^3/10^6)^{-1}$，SERS信号强度与最先进的纯等离子体系统中的水平相当。我们证明了Fano线型在有机分子的SERS增强中的作用，并定量地分离出泵浦增强和光库的贡献。
2022-12-15 physics.optics quant-ph
Integrated molecular optomechanics with hybrid dielectric-metallic resonators
分子光力学起源于使用腔光力学形式主义描述存在光学谐振器时的拉曼散射。我们扩展的分子光力学形式主义的混合介质等离子体共振器的情况下，与多个光学共振和自由空间和波导寻址。我们演示了如何拉曼增强的泵浦增强和修改的LDOS的产品，简单地依赖于复杂的响应函数的混合系统。由宽带和窄带模式的混合产生的Fano线形允许达到具有高Q共振的强拉曼增强，为边带分辨分子光学力学铺平了道路。该模型允许预测到不同的输出端口的拉曼发射比，并能够演示一个完全集成的高Q值拉曼谐振器利用耦合到同一波导的多个腔模式。
2021-05-26 physics.optics
Laser polarization as a critical factor on the SERS-based molecular sensing performance of nano-gapped Au nanowires
本研究针对带纳米间隙的金纳米线二聚体纳米天线，系统探究了二聚体长度和激光偏振取向对其SERS分子传感性能的影响，结合实验与FDTD模拟验证了偏振对准的关键作用，为优化此类纳米结构的SERS传感效率提供了重要参考。
2024-10-09 physics.app-ph physics.optics
Quantum description of surface-enhanced resonant Raman scattering within a hybrid-optomechanical model
表面增强拉曼散射（SERS）允许检测和识别微量样品的分子振动指纹。SERS过程也可以用于分子振动的光学操纵。我们提出了一个量子描述的表面增强共振拉曼散射（SERRS），在模拟混合腔光学力学，并比较共振的情况与非共振SERS。我们的模型预测存在一个制度的相干相互作用之间的电子和振动自由度的分子，介导的等离子体纳米腔。这种相干机制可以通过参数调谐入射泵浦激光的频率和强度来实现，并且与分子振动的光机械泵浦有关。我们发现，振动泵浦是能够选择性地激活一个特定的振动模式，从而提供了一种机制来控制其人口和驱动等离子体辅助化学。
2019-05-24 physics.app-ph physics.optics
Spectral tailoring of Raman soliton generation via a dispersion-managed fibre Fabry-Pérot resonator
University of Auckland（奥克兰大学）；The Dodd-Walls Centre for Photonic and Quantum Technologies（多德-沃尔斯光子与量子技术中心）
本文通过色散管理光纤法布里-珀罗谐振器，将拉曼孤子中心频率从常规的13 THz下移调整至7.8 THz，实现了光谱裁剪，并利用L-band EDFA放大和FROG表征。
2026-06-16 physics.optics
The giant frequency shift of intramolecular O-H vibration band in the raman spectra of water on the silver surface
在拉曼光谱中观察到分子内O-H振动带的巨大频移。在SERS条件实验中，当激发光被短焦物镜聚焦在银表面上，并在水中融合时，观察到了这种效应。相对于在相同的其他条件下从大量水测量的带的规则位置，检测到该移位。
2016-08-19 physics.optics
Stochastic Equilibrium Raman Spectroscopy (STERS)
本文提出随机平衡拉曼光谱（STERS），通过结合傅里叶光谱学与光子关联提升拉曼光谱涨落测量的时间分辨率，可在微秒至毫秒尺度分辨分子构象动力学，并缓解SERS单分子隔离难题。
2025-07-01 physics.chem-ph physics.optics
Experimental observation of self-frequency-shifting Raman quasi-solitons in a fiber Fabry-Perot resonator
本文实验观测了脉冲泵浦高Q值光纤法布里-珀罗谐振腔中由四阶色散调制不稳定性诱发的自频移拉曼准孤子，首次用色散傅里叶变换识别该过程，并通过同步失配抑制实现标准耗散克尔孤子。
2025-05-05 physics.optics
Plasmofluidic Single-Molecule Surface Enhanced Raman Scattering from Dynamic Assembly of Plasmonic Nanoparticles
单分子表面增强拉曼散射（SM-SERS）是等离子体纳米粒子的重要应用之一。SM-SERS灵敏度关键取决于在这种纳米颗粒附近产生的等离子体热点。在传统的液相SM-SERS实验中，等离子体热点通过纳米颗粒的化学聚集来促进。这种聚集通常是不可逆的，因此，纳米颗粒不能再分散在流体中以供进一步使用。在这里，我们展示了如何将SM-SERS与等离子体极化激元辅助的等离子体纳米粒子在非结构化金属-流体界面的可逆组装相结合。我们的方法的一个独特的特点是，我们使用一个单一的倏逝波光激发的纳米粒子组装，操纵和SM-SERS测量。此外，通过利用在金属-流体界面处的等离子体激元的双重激发，我们创建了金属纳米颗粒的相互作用组件，其可以进一步用于分散纳米结构的动态光刻。我们的工作将在实现光学寻址，等离子体流体，单分子检测平台的影响。
2018-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.app-ph
A Spontaneously Formed Plasmonic-MoTe2 Hybrid Platform for Ultrasensitive Raman Enhancement
开发高灵敏度、稳定性和可重复性的表面增强拉曼散射（SERS）基底是分析检测的关键，这对传统的金属结构是一个挑战。本文中，通过利用1 T '过渡金属碲化物的高表面活性，我们通过简单的方法在1 T' MoTe 2原子层上原位自发制备了高密度的金纳米颗粒（AuNPs），形成等离子体-二维材料混合SERS基底。这种AuNP的形成是1 T '相所特有的，其在具有较小表面活性的2 H MoTe 2中被抑制。该混合结构产生电磁和化学增强的耦合效应，以及优异的分子吸附，导致超灵敏（4*10^-17 M）和可重复的检测。此外，极大地避免了荧光和光漂白现象。柔性SERS带已在实际应用中得到证实。我们的方法有利于通过一种简单的方法进行超灵敏的SERS检测，以及更好地理解等离子体效应之外的SERS机制。
2021-07-28 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.chem-ph
Tuning One Dimensional Plasmonic Gap at Nanometer Scale for Advanced SERS Detection
本研究针对大规模制备可调纳米间隙的难题，在柔性衬底上利用热响应材料构建晶圆级均匀可调的一维等离子体纳米间隙，实现SERS信号动态调制，增强因子超10^7、检测限低至10^-12 M，为传感分析提供有力工具。
2024-11-06 physics.optics
Highly scalable, wearable surface-enhanced Raman spectroscopy
在过去的二十年里，可穿戴传感器技术取得了巨大的发展，主要表现为柔性、可拉伸的皮肤上电子传感器，这些传感器提供了关于穿戴者健康状况和周围环境的丰富信息。该领域最近的一个突破是基于表面增强拉曼光谱（SERS）的可穿戴化学传感器的开发，该传感器可以普遍，灵敏和非侵入性地检测分子指纹。然而，虽然它们的感测特性是优异的，但是这些传感器由于其繁琐的制造工艺和有限的多功能感测能力而不能扩展到小规模人类健康监测之外的广泛使用。在这里，我们展示了一种高度可扩展的，可穿戴的SERS传感器，该传感器基于易于制造，低成本，可折叠，灵活，可拉伸，粘合和生物可集成的金纳米网。它可以制造成任何形状，并佩戴在几乎任何表面上，用于从低浓度到高浓度（10 nM - 1 mM）的各种分析物的无标记、大规模、原位传感。为了展示可穿戴SERS传感器的实用性，我们测试了传感器用于检测汗液生物标志物，滥用药物和微塑料。这种可穿戴SERS传感器代表了可穿戴传感技术的普遍性和实用性的重要一步。
2022-03-17 physics.app-ph physics.optics
Uncovering the complex mechanisms behind nanomaterials-based plasmon-driven photocatalysis through the utilization of Surface-Enhanced Raman Spectroscopies
本文探讨了利用超快SERS技术揭示等离激元驱动光催化机制，分析了电荷转移在4-硝基苯硫酚二聚反应中的主导作用及非贵金属纳米颗粒的催化潜力，并论证了等离激元加热不足以驱动光催化转化。
2024-08-25 physics.optics
SAPNet: a deep learning model for identification of single-molecule peptide post-translational modifications with surface enhanced Raman spectroscopy
针对单分子SERS光谱中拉曼峰闪烁导致肽翻译后修饰（PTMs）鉴定困难的问题，开发了结合等离激元纳米孔与深度学习的SAPNet模型，实现了氨基酸与肽PTMs的高准确率自动鉴定，有助于癌症等疾病的早期检测。
2024-01-05 cond-mat.mes-hall physics.optics q-bio.QM
SERS discrimination of single amino acid residue in single peptide by plasmonic nanocavities
针对蛋白质SERS光谱被芳香族残基主导而难以分析序列的问题，本研究利用电等离激元纳米腔实现单分子水平SERS，成功识别短肽链中单一氨基酸残基，为单蛋白质测序提供了新方法。
2019-12-13 physics.optics q-bio.QM
Chemometrics-aided Surface-enhanced Raman spectrometric detection and quantification of GH and TE hormones in blood
本研究结合SERS与ANN模型，实现了SD大鼠血液中GH和TE激素的快速高精度检测与定量，为检测外源性运动兴奋剂提供了新方法。
2024-08-29 physics.med-ph physics.optics
Observation of second-order hyper-Raman generation in LiNbO3 whispering-gallery mode disk resonators
在这篇手稿中，我们报告的实验演示的非线性频率转换在几个光学频率的回音壁模式谐振器（WGMR）。由于WGMR内部非线性相互作用的增强，1064 nm泵浦场与LiNbO 3盘的相互作用在室温（低于相位匹配温度> 100 ℃）下产生了弱的但可测量的非相位匹配的532 nm二次谐波场，泵浦功率为几十mW。对于更高的泵浦功率，我们观察到在545 nm，559 nm，573 nm和587 nm处产生四个额外的场。两个连续场之间的相对光谱位移对应于LiNbO 3晶体中455 cm^-1的振动模式。我们的初步分析表明，这些领域是一个多声子的超拉曼散射的结果，其中两个光子的泵浦场转换成一个光子的较高的频率场和一个或几个光学声子。
2011-07-14 physics.optics
Temporal soliton generation in an ultra-high-effective-Q Kerr resonator enabled by Raman gain
Université libre de Bruxelles（布鲁塞尔自由大学）
通过分布式拉曼放大实现超高有效Q Kerr谐振腔，产生稳定的时间腔孤子并生成低重复率频率梳，分析拉曼损耗补偿机制的噪声影响及孤子激发阈值与稳定性之间的权衡。
2026-04-02 physics.optics
Near-field optomechanical transduction enhanced by Raman gain
本文提出利用Raman增益补偿腔损耗并放大可动光学腔与SiN薄膜谐振器间的近场光机械转换，实现了任意材料纳米与微机械谐振器的高灵敏度位移测量。
2024-02-13 physics.optics
Monolithic Integrations of Slanted Silicon Nanostructures on 3D Microstructures and Their Application to Surface Enhanced Raman Spectroscopy
我们展示了黑硅与倾斜的纳米锥阵列上的平面和3D的微米和介观尺度的结构，通过高通量的光刻免费的斜角等离子体蚀刻工艺生产的制造。在同一块硅上产生了高度逐渐变化的纳米锥。实验研究了定向等离子体入射角与纳米锥倾斜角的关系。为了证明纳米结构在微米和介观尺度的非平面表面上的单片集成，在非平面硅表面上以各种形态（诸如硅原子力显微镜（AFM）尖端和金字塔坑）制造纳米锥森林。通过在反硅微金字塔阵列器件上集成纳米锥，我们进一步提高了这种优化的商业SERS基底的表面增强拉曼散射（SERS）增强性能，即使使用66%的贵金属涂层也是如此。我们研究了倾斜纳米锥在极化激发下的SERS效应的长度梯度依赖性和非对称性。这种多功能和角度可控的纳米锥制造和单片3D纳米-微米-介观集成方法为SERS和其他纳米光子传感器的生产和优化提供了新的维度。
2014-02-07 cond-mat.mes-hall physics.optics q-bio.BM
Fabrication of Surface-Enhanced Raman Spectroscopy Substrates Using Silver Nanoparticles Produced by Laser Ablation in Liquids
本研究通过液相激光烧蚀银颗粒制备低成本、稳定的胶体AgNPs SERS基底，优化烧蚀参数并验证其对血液拉曼信号的增强效果及应用潜力。
2023-01-08 physics.chem-ph physics.optics
Surface-Enhanced Raman Scattering from Au Nanorods, Nanotriangles, and Nanostars with Tuned Plasmon Resonances
本研究实验比较AuNR、AuNT和AuNST在550–1050 nm可调LPR下的SERS响应，结合电磁EF计算，揭示激发波长、分子功能化及内滤效应对等离子体谱的影响。
2023-09-07 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.optics
