La diffusion Raman améliorée en surface (SERS) permet des analyses de traces multidisciplinaires et la détection potentielle de molécules uniques. Shi Bai et Koji Sugioka de RIKEN rapportent un examen complet des progrès récents dans les stratégies de fabrication de substrats SERS hautement sensibles. Les techniques basées sur le laser femtoseconde sont discutées comme un outil polyvalent pour la fabrication de substrats SERS. Plusieurs approches sont mises en évidence pour améliorer les performances des dispositifs de détection SERS, et la détection en temps réel et les applications biologiques sont examinées.

Dans les années 1970, Fleischmann a découvert que sur la nanostructure métallique noble, la diffusion Raman de la pyridine a été multipliée par des centaines. Les scientifiques ont attribué l'amélioration au champ électrique localisé fortement amplifié près de la surface de nanostructures métalliques nobles spécifiques. Ainsi, ce phénomène a été appelé diffusion Raman améliorée en surface (SERS). Actuellement, bien que le mécanisme d'amélioration du SERS soit encore en débat, SERS présente des capacités incomparables de surveillance et de détection avec une sensibilité élevée dans divers domaines, y compris l'environnement, biomédecine, la sécurité alimentaire, archéologie, et les composants du sol. Le traitement par laser femtoseconde attire de plus en plus l'attention pour une utilisation dans la fabrication de substrats SERS en raison de sa polyvalence, flexibilité et haute résolution.

Dans un nouvel article publié dans Fabrication de pointe légère , une équipe de scientifiques, dirigé par le professeur Koji Sugioka et le Dr Shi Bai de l'équipe de recherche en traitement laser avancé, Centre RIKEN pour la photonique avancée, RIKEN, Le Japon a examiné les méthodes de fabrication de substrats SERS hautement sensibles par traitement laser femtoseconde et leurs applications. Le document a d'abord donné les critères couramment utilisés pour l'évaluation des substrats SERS et a résumé les méthodes de calcul utilisées pour trouver le facteur d'amélioration. Les technologies typiques de traitement laser femtoseconde pour la fabrication de substrats SERS ont ensuite été introduites. Pour réaliser la détection attomolaire avec les substrats SERS, les auteurs ont mis en évidence plusieurs stratégies utilisant des effets d'amélioration synergiques. En outre, les applications récentes du SERS pour la détection en temps réel basée sur les puces microfluidiques et la biomédecine incluant la reconnaissance cellulaire, l'identification de l'acide désoxyribonucléique et des protéines a été introduite. Les auteurs ont conclu que des efforts supplémentaires non seulement pour développer la prochaine génération de substrats SERS avec une amélioration plus élevée et des limites de détection inférieures, mais également pour surmonter des problèmes non résolus tels qu'une méthode universelle pour calculer le facteur d'amélioration et la stabilité et la robustesse des substrats SERS se poursuivront.