Spetsförstärkt Ramanspektroskopi löste "resonans" Ramanspridning med 1 nm upplösning i ultratunna zinkoxidfilmer som växte epitaxiellt på en enkristallig silveryta. Spetsförstärkt "resonans" Ramanspridning kan användas för att undersöka en specifik kemisk struktur på nanoskala och till och med på enmolekylnivå och ger också ett nytt tillvägagångssätt för atomskalans optiska karakterisering av lokala elektroniska tillstånd. Detta kommer att vara ett kraftfullt verktyg för att studera, till exempel, lokala defekter i lågdimensionella material och aktiva platser för heterogen katalys.

Ett forskargrupp vid Fritz-Haber Institute i Berlin, under ledning av Dr Takashi Kumagai, visade spetsförstärkt "resonans" Raman-spektroskopi. Resonans Raman -spektroskopi är ett kraftfullt verktyg för att analysera en specifik kemisk struktur med hög känslighet, men dess rumsliga upplösning har begränsats till några hundra nm på grund av diffraktionsgränsen. Extremt fältbegränsning vid en spets av metallspetsen genom lokaliserad yta av plasmonexcitation gör det möjligt att bryta denna begränsning och uppnå nu 1 nm upplösning. Spetsförstärkt Raman-spektroskopi drar fördel av atomupplösning av avsökningsmikroskopi och förbättrad Ramanspridning genom lokaliserad ytplasmonexcitation. Forskargruppen avslöjade spetsförstärkt resonans Ramanspridning där både fysiska och kemiska förbättringsmekanismer är verksamma. Den underliggande processen undersöktes genom att modifiera den lokaliserade ytplasmonresonansen i skanningstunnelmikroskopkorsningen och genom att spela in zinkoxidfilmer med olika tjocklek som uppvisar en något annorlunda elektronisk struktur. Dessutom, korrelationen mellan spetsförstärkt resonans Ramanspridning och lokala elektroniska tillstånd löses i kombination med skanningstunnelspektroskopi som kartlägger zinkoxidfilmens lokala elektroniska tillstånd. Våra resultat visar uttryckligen att ett begränsat elektromagnetiskt fält kan interagera med lokala elektroniska resonanser i (sub) nanometer skala.