表面增強拉曼散射（SERS）是一種光譜技術，它能夠極大地增強分子的拉曼信號，通常比傳統拉曼光譜技術高104到106倍，甚至更高。這種增強效應使得SERS技術在分子檢測、生物標記、化學和材料科學等領域具有廣泛的套用。
SERS技術的基本原理在於金屬納米結構（如金、銀、銅等）的表面等離激元共振效應。當金屬納米結構受到光照射時，其表面的自由電子會發生集體振盪，形成所謂的表面電漿共振（SPR）。這種振盪模式導致金屬表面附近的電磁場顯著增強，進而增強吸附在該表面的分子的拉曼散射信號。
具體來說，SERS的增強機制可以分為兩種：電磁增強機制和化學增強機制。
電磁增強機制。主要來源於金屬納米結構中的局部電場增強，這種增強效應可以在金屬表面的「熱點」區域達到最大。當入射光頻率與金屬表面的電子振盪頻率相匹配時，會產生強烈的電磁場，從而導致拉曼信號的顯著增強。
化學增強機制。涉及到分子與金屬表面之間的化學相互作用，如電荷轉移或化學鍵的形成。這些相互作用會導致分子極化率和振動頻率的變化，從而影響其拉曼散射信號。
此外，SERS技術還涉及到一些特殊的套用和改進，例如利用二維材料（如石墨烯及其衍生物）作為基底來增強拉曼信號，這提供了更高的靈敏度和更廣泛的生物樣品適用性。
總之，SERS技術通過其獨特的電磁和化學增強機制，為拉曼散射提供了前所未有的靈敏度和解析度。這些特性使得SERS成為了一種強大的分析工具，適用於從生物標記到環境監測等多個領域。