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材料科学与工程参考模块 || 针尖增强拉曼显微镜：仪器、技术及实际应用

DOI：10.1016/B978-0-12-803581-8.10443-6 出版年份：2018 更新时间：2025-09-10 09:29:36
摘要： 光学显微镜的原理是利用一组透镜放大待观测物体。自20世纪80年代扫描探针显微镜（SPM）问世以来，科学家们改变了传统光学显微镜的设计思路。井上和川田提出使用尖锐金属探针生成光学图像[1]。他们在样品表面扫描金属针尖的同时，记录由针尖散射的光学近场信号[1,2]。其空间分辨率并非取决于物镜的数值孔径（N.A.），而是由通常为几十纳米量级的针尖半径决定。金属针尖的使用不仅提供了高空间分辨率，还能通过尖锐金属针尖表面等离激元的激发实现光学信号增强。借助针尖增强效应，甚至可以检测到极微小体积内散射的极其微弱光学信号，拉曼散射就是其中一例。2000年，由川田、泽诺比和安德森分别领导的三个独立研究组首次报道了针尖增强拉曼光谱技术的应用[3-6]。通过TERS技术，已成功利用具有纳米级空间分辨率的拉曼特征信号，实现了纳米材料中分子分布[7-11]、电子特性[12]及化学性质[13-18]的可视化成像。现有大量关于TERS显微镜与光谱技术的综述文献[14,19-22]。过去二十年间，TERS技术的发展主要由配备科研级设备并拥有熟练操作人员的研究实验室推动。近年来这一局面正在改变，部分企业已开始推出商业化TERS显微镜产品。但要使TERS显微镜成为研究和工业领域常规使用的分析工具，仍需解决TERS探针、原子力显微镜（AFM）稳定运行等可重复性问题，以及外围操作技术等挑战。
作者： Atsushi Taguchi，Jun Yu，Kohta Saitoh
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

总结TERS显微镜技术的最新进展，重点关注实际仪器设备和应用，突出其作为高空间分辨率成像的非破坏性光学方法的潜力。

研究成果

该论文得出结论：TERS显微镜凭借其高空间分辨率和非破坏性特性，是纳米尺度成像与分析的有力工具。研究强调了针尖制备与?；ぜ际醵允迪指咴銮恳蜃雍涂芍馗葱缘闹匾?，并指出深紫外TERS与三维细胞内成像技术的开发是突破当前局限的未来方向。

研究不足

TERS技术仅限于表面分析，且目前仅应用于可见光波长范围。其面临的挑战包括TERS探针的可重复性以及原子力显微镜（AFM）操作的稳定性。

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