Tip-enhanced Raman-spectroscopie loste "resonantie" Raman-verstrooiing op met een resolutie van 1 nm in ultradunne zinkoxidefilms die epitaxiaal op een enkelkristalzilveroppervlak waren gegroeid. Tip-versterkte "resonantie" Raman-verstrooiing kan worden gebruikt om een ​​specifieke chemische structuur op nanoschaal en zelfs op het niveau van één molecuul te onderzoeken en biedt ook een nieuwe benadering voor de optische karakterisering op atomaire schaal van lokale elektronische toestanden. Dit zal een krachtig hulpmiddel zijn om te studeren, bijvoorbeeld, lokale defecten in laagdimensionale materialen en actieve plaatsen van heterogene katalyse.

Een onderzoeksteam van het Fritz-Haber Instituut in Berlijn, onder leiding van Dr. Takashi Kumagai, toonde tip-verbeterde "resonantie" Raman-spectroscopie. Resonantie Raman-spectroscopie is een krachtig hulpmiddel om een ​​specifieke chemische structuur met een hoge gevoeligheid te analyseren, maar de ruimtelijke resolutie is beperkt tot een paar honderd nm vanwege de diffractielimiet. Extreme veldopsluiting aan de top van een metalen punt door gelokaliseerde oppervlakteplasmonexcitatie maakt het mogelijk om deze beperking te doorbreken en nu een resolutie van 1 nm te bereiken. Tip-enhanced Raman-spectroscopie maakt gebruik van atomaire resolutiebeeldvorming van scanning-sondemicroscopie en verbeterde Raman-verstrooiing door gelokaliseerde oppervlakteplasmonexcitatie. Het onderzoeksteam onthulde tip-enhanced resonantie Raman-verstrooiing waarin zowel fysische als chemische verbeteringsmechanismen werkzaam zijn. Het onderliggende proces werd onderzocht door de gelokaliseerde oppervlakte-plasmonresonantie in de junctie van de scanning tunneling-microscoop te wijzigen en door zinkoxidefilms van verschillende dikte op te nemen die een iets andere elektronische structuur vertonen. In aanvulling, de correlatie tussen tip-enhanced resonantie Raman-verstrooiing en lokale elektronische toestanden wordt opgelost in combinatie met scanning tunneling spectroscopie die de lokale elektronische toestand van de zinkoxidefilm in kaart brengt. Onze resultaten laten expliciet zien dat een beperkt elektromagnetisch veld kan interageren met lokale elektronische resonanties op (sub)nanometerschaal.