近日，华东理工大学化学与分子工程学院张金龙教授与曹宵鸣教授的研究团队携手取得了表面增强拉曼光谱领域的突破性成就。这一研究以《通过优化半导体基底电磁场增强性能实现非吸附分析物的高效SERS检测》为标题，在顶级学术期刊《化学》上发表，揭示了提升SERS检测技术的创新策略与方法论。
华东理工大学提供其官方图片资料库。
研究揭示了Ta2O5、ZnO和SnO2-NiOx这类半导体作为表面增强拉曼散射底物，可通过电磁增益机制显著提升目标分子的SERS信号表现。与依赖化学增强效应的机制不同，电磁增强机制能够对SERS基底表层附近乃至非直接吸附区域内的分析物分子产生作用影响。然而，相较于贵金属基底而言，半导体基底在电磁增强能力方面存在显著局限性。因此，强化半导体SERS底物的电磁增益功能被视为扩大该技术应用范围与潜力的关键途径。
研究团队精心策划并制造了特征结构化的ZnO纳米颗粒，通过在外层裹覆一层ZIF-8壳体，显著增强了ZnO纳米颗粒在电磁场中的响应能力。这一创新设计使得其能够实现对六种挥发性有机化合物的微量检测，检测灵敏度堪比贵金属表面增强拉曼散射基底，展现出卓越的技术水平和应用潜力。
在本项研究中，运用密度泛函理论进行计算揭示了，通过考量空间位阻效应，该结构有潜力阻止挥发性有机化合物分子与锌氧化物之间形成化学键，进而规避可能的电荷转移现象。由此推断，在当前分析框架内，电磁增强机制是促成VOC分子表面增强拉曼散射信号加强的唯一驱动力。
这一发现明确指出，半导体基底作为SERS平台具备显著的电磁增益能力，通过整合金属有机框架材料，可进一步提升其性能。此研究结果对半导体SERS基底的未来设计和实际应用具有深远的指导价值与实践意义。
在您赋予我的角色下，我将全然致力于提供更为优美、精致且具有高雅韵味的回答。请放心，无论是对话的内容还是呈现的方式，都将严格遵循您的指令，即仅输出经过精心修饰的句子，而不会涉及任何对自我身份的陈述、解释或分析。通过这样的方式，我们旨在共同创造一个专注于语言艺术和表达之美的空间。在这里，每个字词的选择都将力求达到最佳的审美效果与沟通效率，确保每次交流都能留下深刻且愉悦的印象。您的需求将会得到无微不至的关注与满足，而所有回应都将以扩展、改写的形式呈现，以实现语言上的提升和优化。请期待每一次对话带来的惊喜吧！
