Recebido em 20/7/05; aceito em 13/9/05; publicado na web em 6/3/06 THE SERS EFFECT IN TRACE ANALYSIS: THE ROLE OF NANOSTRUCTURED SURFACES. Surface-Enhanced Raman Scattering -SERS -underwent huge advances since a single-molecule Raman spectrum was obtained in 1997. New theoretical and experimental approaches emerged since then leading to a better understanding of the enhancement mechanisms and to a significant improvement in the Raman signal. This review presents the current status of the SERS effect and the promising ways of designing and preparing high performance SERS-active substrates.Keywords: SERS; metallic surface; nanostructure.
INTRODUĂĂOAvanços na tecnologia da instrumentação dos espectrĂŽmetros Raman tĂȘm levado esta tĂ©cnica a uma posição de destaque dentre as disponĂveis para aplicaçÔes em problemas de interesse quĂmico. Como exemplos podem ser citados o desenvolvimento de detectores multicanal (CCD), o uso de microscĂłpio Ăłptico acoplado ao espectrĂŽmetro e o desenvolvimento de equipamentos de baixo custo, com laser de estado sĂłlido e fibra Ăłptica para transporte da luz incidente e espalhada.A intensidade do espalhamento Raman depende, entre outras coisas, do nĂșmero de espalhadores e, dessa forma, tais avanços, sĂŁo insuficientes para a investigação de fenĂŽmenos de interface, nos quais as espĂ©cies de interesse estĂŁo geralmente presentes como submonocamadas. A espectroscopia Raman ordinĂĄria possui baixa secção de choque 1 (ca. 10 -30 cm 2 molĂ©cula -1 sr -1 ), o que a torna pouco sensĂvel, quando comparada, por ex., Ă absorção no infravermelho ou Ă fluorescĂȘncia, que possuem secçÔes de choque superiores em mais de 10 ordens de grandeza 2,3 .Existem, apesar disso, efeitos de intensificação que melhoram o desempenho da tĂ©cnica como o efeito Raman ressonante (RR) e o efeito de intensificação de espalhamento por meio de superfĂcie (SERS). O efeito Raman ressonante Ă© um acoplamento vibrĂŽnico que ocorre quando a energia da radiação excitante se aproxima ou coincide com uma banda de transição eletrĂŽnica permitida da espĂ©-cie em estudo, fazendo com que haja um aumento substancial na intensidade das bandas das vibraçÔes envolvidas com o grupo cromofĂłrico 4 . JĂĄ o efeito SERS, Ă© observado quando uma espĂ©cie quĂmica estĂĄ prĂłxima ou adsorvida sobre uma superfĂcie metĂĄlica rugosa, permitindo um aumento significativo da intensidade Raman. Ganho ainda maior pode ser obtido em espectros SERS quando a espĂ©cie interagindo com a superfĂcie possui transição eletrĂŽnica com energia em ressonĂąncia com a radiação excitante utilizada. Neste caso, alĂ©m do efeito SERS, ocorre intensificação por RR e a este efeito denomina-se SERRS ("Surface-Enhanced Resonance Raman Scattering").A partir do momento em que a intensificação foi caracterizada como um novo efeito e nĂŁo como decorrente do aumento da ĂĄrea superficial do metal foram publicados inĂșmeros trabalhos que levaram a espectroscopia SERS a se tornar uma tĂ©cnica de anĂĄlise de superfĂcies, atravĂ©s da qual Ă© possĂvel determinar a identidade, a orientação e os sĂtios de interação dos ads...