Oberflächenverstärkte Ramanstreuung (SERS) fokussiert auf katalytisch aktive Plätze
Prof. Dr. Andreas Otto (Inst. f. Physik der kondensierten Materie, Universität Düsseldorf)

Zur Verstärkung der Ramanstreuung von Adsorbaten auf Edelmetallen tragen zwei Mechanismen bei, erstens die lokale Verstärkung des Laserfelds durch plasmonische Resonanzen an rauhen Proben, zweitens Wechselwirkungen der Elektronen im Metall mit den Adsorbaten. Hier wiederum muss man zwischen optischen Ladungstransfer-Anregungen im Zeitbereich einiger fs und Stossstreuung mit Zeiten unter 1 fs unterscheiden. Die Ramanstreuung durch Ladungstransfer kann nur an sog. SERS-aktiven Plätzen atomarer Rauhigkeit stattfinden.
Der Vergleich der mit SERS und oberflächenverstärkter Infrarot-Absorption (SEIRA) an gleich präparierten Cu-Proben erhaltenen Spektren trägt wesentlich zum Verständnis der Rolle aktiver Plätze bei.
Es wurden CO, N₂, C₂H₄, CO₂, N₂O und NO auf kalt niedergeschlagenen Cu-Filmen im UHV untersucht (Zusammenarbeit mit Dr. M. Lust und Prof. A. Pucci, Uni Heidelberg).
Von besonderem Interesse ist das Ergebnis für NO wegen der technischen Relevanz der Denoxifizierung (Ablösung des teuren 3 Wege Pt/Rh Katalysators in Automobilen). Während SEIRA fast ausschliesslich undissoziiertes NO zeigt, erscheinen im SERS Spektrum nur die Dissoziationsprodukte N₂, N₂O und atomarer Sauerstoff, aber kein Signal von NO. Das bedeutet, dass NO nur an den SERS aktiven Plätzen dissoziiert, nicht auf dem grösseren Rest der Fläche. Für NO sind also die SERS aktiven Plätze identisch mit den katalytisch aktiven Plätzen.
Ausser SERS hat keine andere Oberflächen-Spektroskopie das Potential, nur die Stellen zu sehen, "wo etwas los ist".