Як використовується ефект поверхнево-підсиленого комбінаційного розсіяння світла для газових сенсорів

Поверхнево-підсилене комбінаційне розсіяння світла (surface-enhanced

Raman scattering, SERS) базується на тому, що при монохроматичному освіт-

ленні шару колоїдних частинок металу з діаметром d << l, на які адсорбу-

ються молекули, спостерігається зростання електричного поля вздовж даного

дипольного моменту адсорбованих молекул, чи в цьому металевому покритті

виникають поверхневі плазмони, які трансформують енергію електричного

поля в коливальну енергію молекул (рис. 6.21). Амплітуда електричного поля

всередині молекули і, відповідно, енергія коливання молекул зростає, якщо

молекула знаходиться біля поверхні металевих частинок. Локальне електри-

чне поле навколо еліпсоїда є сумою поляризуючого електричного поля Е0 та

електричного поля, індукованого віртуальним диполем з дипольним момен-

том р.

Сенсор SERS складається з оптичного волокна (довжиною 8 см і діа-

метром 600 мкм), кінець якого покривається шаром наночастинок Al2O3 з

покриттям срібною плівкою (100 нм) для забезпечення умов спостере-

ження ефекту SERS, джерело збудження – He-Ne лазер (рис. 6.22). Та-

кий сенсор чутливий до дуже малих концентрацій (~10 ppb) органічних

домішок, розчинених у воді.