Dispersión Raman mejorada por superficie (SERS) por moléculas adsorbidas en partículas esféricas

Se presenta un modelo para la dispersión Raman por una molécula adsorbida en la superficie de una partícula esférica, tratándose a la molécula como un dipolo eléctrico clásico. Esto sigue la sugerencia de Moskovits J. Chem. Phys. 69, 4159 (1978) y los experimentos de Creighton et al. J. Chem. Soc. Faraday Trans. II, 75, 790 (1979) de que un sistema así puede exhibir SERS similar al de superficies de electrodos rugosos. La molécula es estimulada por un campo primario compuesto por los campos incidente y casi dispersos. La emisión consiste en el campo del dipolo más un campo dispersado, cada uno a la frecuencia desplazada. La adición de términos de retroalimentación entre el dipolo y la partícula solo hace una contribución negligible a los campos. Para la piridina adsorbida en la superficie de una esfera de plata, la banda de 1010-cm(-1) se realza en ~10(6) si el radio es mucho menor que las longitudes de onda y la longitud de onda de excitación es ~382 nm, una longitud de onda para la cual el índice de refracción relativo de la plata está cerca de m = radical2i. Se presentan resultados detallados sobre el efecto en la distribución angular y la polarización de la emisión Raman del tamaño de la partícula, la distancia de la superficie, la longitud de onda de excitación y la ubicación de la molécula en la superficie. Estos resultados simulan los observados en electrodos de plata rugosos y sugieren que el mecanismo de SERS en esos electrodos puede parecerse al mecanismo electromagnético elucidado aquí. Predecimos que deberían observarse efectos comparables para la dispersión fluorescente.