Abstract
The differential scattering cross-section of many molecules is greatly influenced by adsorption of these molecules at metal surfaces. This phenomenon is known in the literature as “surface enhanced Raman scattering (SERS)”. Enhancement factors as large as 105…106 have been observed. A short overview overview over the experimental situation concerning SERS as well as a discussion of several basic theoretical models for the enhancement mechanism are presented in the article. An outlook on possible applications of SERS in electrochemistry and catalytic research is included.
This is a preview of subscription content, log in via an institution.
Preview
Unable to display preview. Download preview PDF.
References
R. P. van Duyne, in: Chemical and Biochemical Applications of Lasers, Vol. 4 C. B. Moore ed., (Academic Press, New York, 1978), p. 101.
R. P. van Duyne, J. Phys. (Paris) 38, c5–239 (1977).
B. A. Morrow, in: Vibrational Spectroscopies for Adsorbed Species, A. T. Bell, M. L. Hair eds., (ACS Symp. Series 137, 1980), p. 119.
R. G. Greenler, T. L. Slager, Spectrochim. Acta 29A, 193 (1973).
J. D. Swalen, J. F. Rabolt, in: Vibrations at Surfaces, R. Caudano, J. M. Gilles, A. A. Lucas eds., (Plenum, New York 1982), p. 413.
M. Fleischmann, P. J. Hendra, A. J. McQuillan Chem. Phys. Lett. 26, 163 (1974).
D. L. Jeanmaire, R. P. van Duyne, J. Electroanal. Chem. 84, 1 (1977).
M. G. Albrecht, J. A. Creighton, J. Amer. Chem. Soc. 99, 545 (1977).
E. Burstein, C. Y. Chen, in: Proc. VIIth Intern. Conf. on Raman Spectroscopy 1980, W. F. Murphy ed., (North-Holland, Amsterdam, 1980), p. 346.
A. Otto, Appl. Surf. Science 6, 309 (1980).
T. E. Furtak, J. Reyes, Surf. Science 93, 351 (1980).
H. Metiu, in: Surface Enhanced Raman Scattering., R. K. Chang, T. E. Furtak eds. (Plenum-Press, New York 1982), p. 1.
H. Ueba, in [12],, R. K. Chang, T. E. Furtak eds. (Plenum Press, New York 1982) p. 1.
A. Otto, I. Pockrand, J. Billmann, C. Pettenkofer, in [12], p. 147.
M. Moskovits, D. P. DiLella, in [12],, R. K. Chang, T. E. Furtak eds. (Plenum-Press, New York, 1982), p. 243.
J. A. Creighton, in: Vibrational Properties of Adsorbates, R. Willis ed. (Springer, Berlin 1981).
R. P. Cooney, M. Fleischmann, P. J. Hendra, J. Chem. Soc. Chem. Comm. 235 (1977).
M. Fleischmann, P. J. Hendra, A. J. McQuillan, R. L. Paul, E. S. Reid, J. Raman Spectrosc. 4, 269 (1976).
A. J. McQuillan, P. J. Hendra, M. Fleischmann, J. Electroanal. Chem. 65, 933 (1975).
B. Pettinger, M. R. Philpott, J. G. Gordon, J. Chem. Phys. 74, 934 (1981).
B. Pettinger, M. R. Philpott, J. G. Gordon, Surf. Science, 105, 470 (1981).
B. Pettinger, U. Wenning, Chem. Phys. Lett. 56, 253 (1978).
R. Dornhaus, M. B. Long, R. E. Benner, R. K. Chang, Surf. Science, 93, 240 (1980).
G. R. Erdheim, R. L. Birke, J. R. Lombardi, Chem. Phys. Lett. 69, 495 (1980).
C. S. Allen, R. P. van Duyne, Chem. Phys. Lett. 63, 455 (1979).
K. A. Bunding, J. R. Lombardi, R. L. Birke, preprint.
B. Pettinger, in [9],, p. 412.
S. Venkatesan, G. R. Erdheim, J. R. Lombardi, R. L. Birke, Surf. Science 101, 387 (1980).
H. Abe, K. Manzel, W. Schulze, M. Moskovits, D. P. DiLella, J. Chem. Phys. 74, 792 (1981).
I. Pockrand, Chem. Phys. Lett. preprint.
J. Billmann, G. Kovacs, A. Otto, Surf. Science 92, 153 (1980).
R. E. Benner, R. Dornhaus, R. K. Chang, B. L. Laube, Surf. Science, 101, 341 (1980).
H. Nichols, R. M. Hexter, J. Chem. Phys. 75, 3126 (1981).
H. A. Pearce, N. Sheppard, Surf. Science 59, 205 (1976).
R. M. Hexter, M. G. Albrecht, Spectrochim. Acta 35A, 233 (1979).
J. K. Sass, H. Neff, M. Moskovits, S. Holloway, J. Phys. Chem. 85, 621 (1981).
S. J. Cyvin, J. E. Rauch, J. C. Decius, J. Chem. Phys. 43, 4083 (1965).
J. E. Demuth, P. N. Sanda, J. M. Warlaumont, J. C. Tsang, K. Christmann, in [5], p. 391.
S. Efrima, H. Metiu, Israel Journ. Chemistry, 18, 17 (1979).
M. Udagawa, Chih-Cong Chou, J. C. Hemminger, S. Ushioda, Phys. Rev. B23, 6843 (1971).
S. G. Schultz, M. Janik-Czachor, R. P. van Duyne, Surf. Science, 104, 419 (1981).
R. Naaman, S. J. Buelow, O. Cheshnovsky, D. R. Herschbach, J. Phys. Chem. 84, 2692 (1980).
L. A. Sanchez, R. L. Birke, J. R. Lombardi, Chem. Phys. Lett. 79, 219 (1981).
G. W. Ford, W. H. Weber, Surf. Science 110, L587 (1981).
J. Chen, W. P. Chen, E. Burstein, Phys. Rev. Lett. 37, 993 (1976).
R. E. Benner, R. Dornhaus, R. K. Chang, Opt. Commun. 30, 145 (1979).
R. Dornhaus, R. E. Benner, R. K. Chang, I. Chabay, Surf. Science 101, 367 (1980).
B. Pettinger, A. Tadjedinne, D. M. Kolb, Chem. Phys. Lett. 66, 544 (1979).
H. W. K. Tom, C. K. Chen, A. R. B. deCastro, Y. R. Shen, preprint.
K. Sakoda, K. Ohtaka, E. Hanamura, Solid State Comm. 41, 393 (1982).
W. H. Weber, C. F. Eagen, Opt. Letters 4, 236 (1979).
I. Pockrand, A. Brillante, D. Möbius, Chem. Phys. Lett. 69, 499 (1980).
F. Toigo, A. Marvin, V. Celli, N. R. Hill, Phys. Rev. B15, 5618 (1977).
N. E. Glass, A. A. Maradudin, Phys. Rev. B24, 595 (1981).
N. E. Glass, A. A. Maradudin, Surf. Science 114, 240 (1982).
S. S. Jha, J. R. Kirtley, J. C. Tsang, Phys. Rev. B22, 3973 (1980).
P. K. Aravind, E. Hood, H. Metiu, Surf. Science 109, 95 (1981).
J. R. Kirtley, S. S. Jha, J. C. Tsang, Solid State Commn. 35, 509 (1980).
J. C. Tsang, J. R. Kirtley, S. S. Jha, in [5]. p. 361.
J. C. Tsang, J. R. Kirtley, J. A. Bradley, Phys. Rev. Lett. 43, 772 (1979).
A. Girlando, M. R. Philpott, D. Heitmann, J. D. Swalen, R. Santo, J. Chem. Phys. 72, 5187 (1980).
J. C. Tsang, J. R. Kirtley, T. N. Theis, Solid State Commun. 35, 667 (1980).
A. Adams, J. Moreland, P. K. Hansma, Surf. Science 111, 351 (1981).
A. Girlando, W. Knoll, M. R. Philpott, Solid State Commun. 38, 895 (1981).
J. R. Kirtley, T. N. Theis, J. C. Tsang, Appl. Phys. Lett. 37, 435 (1980).
B. J. Messinger, K. U. van Raben, R. K. Chang, P. W. Barber, Phys. Rev. B24, 649 (1981).
S. L. McCall, P. M. Platzmann, P. A. Wolff, Phys. Lett. 77A, 381 (1981).
M. Kerker, Dau-Sing Wang, H. Chew, Appl. Optics 19, 4159 (1980).
D. S. Wang, H. Chew, M. Kerker, Appl. Optics 19, 2256 (1980).
J. A. Creighton, C. G. Blatchford, M. G. Albrecht, J. Chem. Soc. Faraday Trans. II, 75, 790 (1979).
M. Kerker, O. Siiman, L. A. Bumm, D. S. Wang, Appl. Optics 19, 3253 (1980).
H. Wetzel, H. Gerischer, Chem. Phys. Lett. 76, 460 (1980).
K. U. von Raben, R. K. Chang, B. L. Laube, Chem. Phys. Lett. 79, 465 (1981).
R. Dornhaus, in [5]., p. 445.
H. Abe, K. Manzel, W. Schulze, M. Moskovits, D. P. DiLella, J. Chem. Phys. 74, 792 (1981).
C. G. Blatchford, J. R. Campbell, J. A. Creighton, Surf. Science preprint.
P. Clippe, R. Evrard, A. A. Lucas, Phys. Rev. B14, 1715 (1976).
G. Frens, Nature Physical Science 241, 20 (1973).
M. Ausloos, P. Clippe, A. A. Lucas, Phys. Rev. B18, 7176 (1978).
J. I. Gersten, J. Chem. Phys. 72, 5779 (1980).
J. I. Gersten, A. Nitzan, J. Chem. Phys. 73, 3023 (1980).
F. J. Adrian, Chem. Phys. Lett. 78 45 (1981).
D. S. Wang, M. Kerker, Phys. Rev. B24, 1777 (1981).
D. S. Wang, M. Kerker, preprint.
P. F. Liao, A. Wokaun, J. Chem. Phys. 76, 751 (1982).
P. F. Liao, J. G. Bergmann, D. S. Chemla, A. Wokaun, J. Melngailis, A. M. Hawryluk, N. P. Economu, Chem. Phys. Lett. 82, 355 (1981).
A. Wokaun, J. P. Gordon, P. F. Liao, preprint.
M. Moskovits, J. Chem. Phys. 69, 4159 (1978).
C. Y. Chen, E. Burstein, S. Lundquist, Solid State Commun. 32, 63 (1979).
P. K. Aravind, H. Metiu, to be published.
P. K. Aravind, A. Nitzan, H. Metiu Surf. Science 110, 189 (1981).
C. Y. Chen, E. Burstein, Phys. Rev. Lett. 45, 1287 (1980).
E. Burstein, C. Y. Chen, S. Lundquist, in: Light Scattering in Solids, J. L. Birman, H. V. Cummins, K. K. Rebane, eds. (Plenum, New York, 1979) p. 479.
G. W. Ford, W. H. Weber, Surf. Science 109, 451 (1981).
W. H. Weber, G. W. Ford, Phys. Rev. Lett 44, 1774 (1980).
G. E. Korzeniewski, T. Maniv, H. Metiu, Chem. Phys. Lett. 73, 212 (1980) and J. Chem. Phys. preprint.
T. K. Lee, J. L. Birman, Phys. Rev. B22, 5953 and 5961 (1980).
P. R. Hilton, D. W. Oxtoby, J. Chem. Phys. 72, 6346 (1980).
C. G. Blatchford, J. R. Campbell, J. A. Creighton, Surf. Science 108, 411 (1981).
T. E. Furtak, J. Kester, Phys. Rev. Lett. 45, 1652 (1980).
B. H. Loo, T. E. Furtak, Chem. Phys. Lett. 71, 68 (1980).
T. E. Furtak, private communication.
C. A. Murray, D. L. Allara, M. Rhinewine, Phys. Rev. Lett. 46, 57 (1981).
C. A. Murray, D. L. Allara, J. Chem. Phys. preprint.
C. A. Murray, D. L. Allara, A. F. Hebard, F. J. Padden, Surface Science preprint.
C. A. Murray, in [12], p. 203.
J. E. Rowe, C. V. Shank, D. A. Swemer, C. A. Murray, Phys. Rev. Lett. 44, 1770 (1980).
T. H. Wood, D. A. Zwemer, C. V. Shank, J. E. Rowe, Chem. Phys. Lett. 82, 5 (1981).
T. H. Wood, M. V. Klein, D. A. Zwemer, Surf. Science 107, 625 (1981).
P. N. Sanda, J. M. Warlaumont, J. E. Demuth, J. C. Tsang, K. Christmann, J. A. Bradley, Phys. Rev. Lett. 45, 1519 (1980).
I. Pockrand, A. Otto, Solid State Commun. 35, 861 (1980).
R. R. Smardzewski, R. J. Colton, J. S. Murday, Chem. Phys. Lett. 68, 53 (1979).
H. Seki, J. Vac, Sci. Technol. 18, 633 (1981).
H. Yamada, Y. Yamamoto, Chem. Phys. Lett. preprint.
I. Pockrand, A. Otto, Solid State Commun. 37, 109 (1981).
I. Pockrand, A. Otto, Solid State Commun. 38, 1159 (1981).
J. Billmann, A. Otto, Appl. Surf. Science 6, 356 (1980).
A. Otto, J. Timper, J. Billmann, G. Kovacs, I. Pockrand, Surf. Science 92, L55 (1980).
A. Otto, J. Timper, J. Billmann, I. Pockrand, Phys. Rev. Lett. 45, 46 (1980).
H. Seki, M. R. Philpott, J. Chem. Phys. 73, 5376 (1980).
H. Seki, Solid State Commun. preprint.
H. Seki, J. Chem. Phys. preprint.
H. Seki, J. Vac. Sci. Techn. preprint.
F. W. King, R. P. van Duyne, G. C. Schatz, J. Chem. Phys. 69 4472 (1978).
T. K. Lee, J. L. Birman, in [12], p. 51.
T. K. Lee, J. L. Birman, J. Raman Spectr. 10, 140 (1981).
F. R. Aussenegg, M. E. Lippitsch, Chem. Phys. Lett. 59, 214 (1978).
T. Maniv, H. Metiu, Chem. Phys. Lett. 79, 79 (1981).
H. Ueba, S. Ichimura, J. Phys. Soc. Japan 50, 3996 (1981).
H. Ueba, J. Chem. Phys. 73, 725 (1980).
H. Ueba, S. Ichimura, J. Chem. Phys. 74, 3070 (1981).
K. Arya, R. Zeyher, Phys. Rev. B24, 1852 (1981).
S. L. McCall, P. M. Platzmann, Phys. Rev. B22, 1660 (1980).
S. Efrima, Surf. Science 114, L29 (1982).
A. G. Mal'shukov, Solid State Commun. 38, 907 (1981).
S. Efrima, H. Metiu, J. Chem. Phys. 70, 1939 (1979).
G. L. Eesley, J. R. Smith, Solid State Commun. 31, 815 (1979).
G. Schatz, R. P. van Duyne, Surf. Science 101, 425, (1980).
J. E. Demuth, P. N. Sanda, Phys. Rev. Lett., 47, 57 (1981).
P. Avouris, J. E. Demuth, J. Chem. Phys. 75, 4783 (1981).
G. L. Eesley, Phys. Lett. 81A, 193 (1981).
A. Otto, Surf. Science 92, 145 (1980).
I. Pockrand, A. Otto, Solid State Commun. 35, 861 (1980).
I. Pockrand, J. Billmann, A. Otto, J. Chem. Phys. preprint.
D. E. Tevault, R. R. Smardzewski, J. Chem. Phys. preprint.
D. E. Tevault, H. D. Ladouceur, R. R. Smardzewski, J. Chem. Phys. preprint.
D. Schmeisser, J. E. Demuth, P. Avouris, Chem. Phys. Lett. preprint.
G. L. Eesley, J. M. Burkstrand, Phys. Rev. B24, 582 (1981).
P. B. Dorain, K. U. van Raben, R. K. Chang, B. L. Laube, Chem. Phys. Lett. preprint.
D. V. Murphy, K. U. van Raben, R. K. Chang, P. D. Dorain, Chem. Phys. Pett. preprint.
T. H. Wood, D. A. Zwemer, J. Vac. Sci. Technol. 18, 649 (1981).
D. E. Tevault, R. A. DeMarco, R. R. Smardzewski, J. Chem. Phys. 75, 4168 (1981).
T. F. Heinz, C. K. Chen, D. Ricard, Y. R. Shen, Chem. Phys. Lett. 83, 180 (1981).
A. M. Glass, A. Wokaun, J. P. Heritage, J. G. Bergman, P. F. Liao, D. H. Olson, Phys. Rev. B24, 4906 (1981).
A. Nitzan, L. E. Brus, J. Chem. Phys. 75, 2205 (1981).
Author information
Authors and Affiliations
Editor information
Rights and permissions
Copyright information
© 1982 Friedr. Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbH
About this chapter
Cite this chapter
Dornhaus, R. (1982). Surface enhanced raman spectroscopy. In: Grosse Aachen, P. (eds) Festkörperprobleme 22. Advances in Solid State Physics, vol 22. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/BFb0107941
Download citation
DOI: https://doi.org/10.1007/BFb0107941
Published:
Publisher Name: Springer, Berlin, Heidelberg
Print ISBN: 978-3-528-08028-0
Online ISBN: 978-3-540-75370-4
eBook Packages: Springer Book Archive