實驗室研究員可能找到方式改進喇曼分光學作為為識別物質的工具在極低的濃度。 對喇曼分光學的潛在的申請包括醫療診斷、藥物/化工發展、辯論術和高度可移植的檢測系統國家安全的。
這個能力識別分子以與巨大特異性的低濃度和提供非侵入性，非破壞性的評定導致了對喇曼分光學的增長的使用作為一個被接受的分析技術。 但是此技術缺點是其缺乏區分和可靠性以極低的濃度。
從左： 伊萊恩 Behymer，蒂齊亞納債券 (供以座位) 和 postdocs 亞倫萇氏和 Mihail Bora。
喇曼分光學包括觀察分散光，通常從激光，由一種透明物的分子。 在分散的光和入射光波長上的區別可能提供關於這種物質的本質的詳細信息。
「喇曼分散為國家安全提供材料一個好的指紋利益」，蒂齊亞納債券說 LLNL 的中心微和納諾技術。
政券和她的組请開發表面改進的喇曼分光學 (SERS)，通過改進信號增加區分數量級的方法。 當顯示巨大潛在時，用於 SERS 的基體，典型地被粗化的金屬表面，產生可變的信號，被認為不可靠。 被粗化的表面提高分子的交往與這種金屬的。 這個挑戰是查找方式用產生一致的信號改進的統一地形學功能創建基體。
一些此工作在納米技術大區，高均一，銀上漆的逐漸變細的硅土 Nanopillar 列陣的題為 「嚴謹表面改進的喇曼光譜描述特性的 2010年 9月編輯發表的論文被描述」，由債券和她的組發布與從伊利諾伊大學的研究員合作爾般那平原的。
被改進的納諾工程技術和半導體製造方法啟用了 SERS 基體的生產 -- 基極層或紋理在 4 - 6 英寸薄酥餅 -- 那是更加可靠的。 這個關鍵字是與 「增殖率的」基體滿足為可靠的分析。 LLNL 研究員在幾個技術工作達到維護高區分和增殖率的一個更加穩健和更加統一的基體。
電磁式和化工改進是影響 SERS 全面改進的二個系數 (關於喇曼)。 而第二對 10-100 個系數，負責典型地第一更加嚴格并且佔 106-108 個大小改善。 要利用電磁式作用，金屬 nanostructures 需要適當地被設計。
在題為 「在納諾信函」條款上今年初發布的垂直的 Nanowire 列陣的胞質基因諧振腔的，債券的組，調查一個創新設計使用垂直將提供嚴格和可控制的改進的一個餾金的 nanowire 列陣基體。 LLNL 小組的創新是生產 「可調的」在垂直的電匯列陣的胞質基因諧振腔 -- 洞是在垂直的電匯之間的空間。 Mihail Bora， postdoc 被連接的債券的組一年前，在這個項目的這部分深深介入并且解釋表面胞質基因是電磁波相似與光，除了他們在金屬表面被限制。 調整胞質基因共鳴通過控制這個洞的幾何維數達到。
他們介紹小於光波長是千位時期的最小的光學諧振腔并且向顯示通過使用表面胞質基因，超出此衍射極限範圍是可能的。 諧振腔當前用於為了表面改進的喇曼分光學能檢測化工分析物 (濃度)。 「通過限制在我們能創建強烈的域是有用的在增加分光學信號」的這樣嚴密的空間的光请結合說。
這些設計特點提供一定數量的好處。 例如，它允許基體的區分調整或者適應，提供研究員更加極大的通用性的不同的波長。
在 plasmonic 基體的可能的應用擴展名中在 SERS 的改進的之外啟用子波長 plasmonic 激光的演示，并且 photovoltaics 的寬頻 nanoantenna 列陣通過使用與幾何析因。
小組作業由國防高級研究計劃局和 (DARPA) LLNL 的實驗室處理的研究與開發 (LDRD) 程序資助了。