روش SERS ، ابزار قدرتمندی برای شناسایی مولکول‌ها در غلظت پایین به‌شمار می‌رود. این امر در برخی موارد نظیر تشخیص پزشکی یا شناسایی داروهای جدید اهمیت بالایی دارد.
درک فیزیک SERS با استفاده از گرافن
روش SERS ، ابزار قدرتمندی برای شناسایی مولکول‌ها در غلظت پایین به‌شمار می‌رود. این امر در برخی موارد نظیر تشخیص پزشکی یا شناسایی داروهای جدید اهمیت بالایی دارد. محققان دانشگاه منچستر و کمبریج با همکاری همتایان خود در دانشگاه لوانیا یونان، موفق به توسعه‌‌ی روش آنالیزی کمی شدند که در آن از نانودیسک‌های فلزی برای افزایش سیگنال‌های SERS استفاده می‌شود. این روش به دانشمندان برای درک بهتر فیزیک SERS برای مواد دوبعدی کمک می‌کند.
طی سالیان اخیر محققان کشف کرده‌اند که با بهره‌گیری از الکترون‌هایی موسوم به پلاسمون سطحی که در سطح فلز به‌صورت انتخابی نوسان دارند، می‌توان برهم‌کنش موجود میان نور و ماده را افزایش داد. میدان نوری پس از رزونانس با این پلاسمون‌ها افزایش می‌یابد. هم‌اکنون از این پدیده در روش‌هایی نظیر SERS استفاده می‌شود. علاوه بر این محققان موفق به افزایش عملکرد SERS تا ۱۰۱۴ برای نقاط داغ تصادفی در نانوساختارهای فلزی روی سطح شده‌اند. با این حال تاکنون ساخت بسترهایی برای SERS که بتواند افزایش عملکرد را در منطقه‌ی وسیعی انجام دهد با دشواری‌هایی روبه‌رو بوده‌است. دلیل این دشواری مربوط به سیستم‌‌های SERS می‌شود، زیرا آنها مبتنی بر نانوساختارهای تصادفی هستند؛ بنابراین ویژگی‌هایشان از آزمایشی به آزمایش دیگر متفاوت خواهد بود. این مسئله باعث شده که در عمل نتوان به آنچه که در حالت تئوری به دست می‌آید، رسید. برای حل این مشکل محققان تصمیم گرفتند تا از ورقه‌های گرافن، که یک ماده‌ی دوبعدی ایده‌آل برای تحقیقات SERS است، استفاده کنند. هم‌اکنون امکان ساخت گرافن‌های بدون نقص و یکنواخت به شکلی کاملاً ساده امکان‌پذیر است، همچنین می‌توان ارتفاع این گرافن‌ها را در مقیاس اتمی کنترل کرد.
ین گروه تحقیقاتی برای مدل‌سازی، نقاط فلزی را با ابعاد مختلف روی سطح گرافن در نظر گرفته، سپس معادله‌ی ماکسول را برای نمونه محاسبه کردند. آنها دریافتند که افزایش عملکرد در سیگنال‌ها با فاصله‌ی موجود میان گرافن و مرکز نانوذره رابطه‌ی عکس دارد.
این تحقیق نشان داد که نانوساختارهای پلاسمونیک می‌تواند جذب و پراش نور را برای مواد دوبعدی نظیر گرافن افزایش دهد. از این مسئله می‌توان در حسگرها و شناساگرهای نوری استفاده کرد.
آندره فراری، رهبر این گروه، می‌گوید:«ما مطمئنیم که نتایج تحقیقاتمان یک مرجع اصلی در روش SERS خواهد بود و موجب تحقیقات بیشتر در این حوزه خواهد شد.»
این گروه هم‌اکنون به دنبال بهینه کردن بستر SERS هستند تا بتوانند با استفاده از فلزات مختلف نقطه‌ای‌شکل، افزایش بیشتری در عملکرد SERS ایجاد کنند.
نتایج این کار در نشریه‌ی ACS Nano به چاپ رسیده‌است.
