Numéro
J. Phys. Colloques
Volume 44, Numéro C10, Décembre 1983
Conférence Internationale sur Ellipsométrie et autres Méthodes Optiques pour l'Analyse des Surfaces et Films Minces / Ellipsometry and other Optical Methods for Surface and Thin Film Analysis
Page(s) C10-295 - C10-303
DOI https://doi.org/10.1051/jphyscol:19831060
Conférence Internationale sur Ellipsométrie et autres Méthodes Optiques pour l'Analyse des Surfaces et Films Minces / Ellipsometry and other Optical Methods for Surface and Thin Film Analysis

J. Phys. Colloques 44 (1983) C10-295-C10-303

DOI: 10.1051/jphyscol:19831060

THEORY OF SURFACE ENHANCED RAMAN SCATTERING : A PROSPECTIVE VIEW

M.R. Philpott

K33/281, IBM Research Laboratory, 5600 Cottle Road, San Jose, California 95193, U.S.A.


Résumé
La compréhension théorique des origines des forts signaux Raman de molécules proches de surfaces d'Ag, de Cu et d'Au rendues rugueuses, a progressé de telle façon qu'on reconnaît l'action de deux types de processus très différents. Il existe un renforcement "chimique", qui est apparent seulement pour les espèces chimisorbées, comme par exemple des anions adsorbés de façon spécifique sur des électrodes d'Ag. Le mécanisme chimique est mal compris, cependant on a avancé des idées et des concepts ingénieux, incluant la localisation d'états de paires électron-trou et le transfert de charge, commandé optiquement, entre l'adsorbat et le métal, pour modéliser des aspects du renforcement chimique. Le second processus qui est mieux compris, est le renforcement énorme à la surface des champs du rayonnement entrant et sortant, qui résulte de géométries en forme de paratonnerre et de l'excitation de modes de plasmon de surface localisés. Les calculs montrent que, pour des géométries particulières, des facteurs de renforcement très élevés (approximativement 106-108) sont possibles dans des régions confinées.


Abstract
Theoretical understanding of the origins of strong Raman signals from molecules near roughened Ag, Cu, and Au surfaces has progressed to the point where the action of two very different types of process are recognized. There is "chemical" enhancement that is apparent only for chemisorbed species, as for example, specifically adsorbed anions on Ag electrodes. The chemical mechanism is poorly understood, however, ingenious ideas and concepts have been advanced, including localization of electron-hole pair states and optically driven charge transfer between adsorbate and metal, to model aspects of the chemical enhancement. The second and best understood process is the enormous enhancement of the incoming and outgoing radiation fields at the surface resulting from lightening rod geometries and the excitation of localized surface plasmon modes. Calculations show that for special geometries, very high (approximately 106-108) enhancement factors are possible in confined regions.