針尖增強拉曼光譜（TERS）通過將掃描探針顯微鏡（SPM） 與拉曼光譜技術(shù)融合，利用金屬針尖（通常鍍銀或金）的局域表面等離激元共振效應(yīng)，將拉曼信號增強限制在針尖末端納米級近場區(qū)域，實現(xiàn)10 nm以下空間分辨率，突破光學(xué)衍射極限159。其技術(shù)優(yōu)勢包括：
1、單分子靈敏度：針尖激發(fā)的強局域電場可檢測單個分子振動信號，尤其適用于納米尺度異質(zhì)性樣品（如二維材料邊界、生物膜微區(qū)）。
2、無損原位檢測：無需標記即可獲取樣品化學(xué)指紋信息，支持液相、氣相及生物活體環(huán)境下的動態(tài)監(jiān)測。
3、多模態(tài)聯(lián)用：與AFM、STM無縫集成，同步獲取形貌、電學(xué)特性與化學(xué)成分信息，為納米科學(xué)提供多維數(shù)據(jù)。
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Teledyne Princeton Instruments光譜解決方案——全球頂尖實驗室的TERS精度引擎
激光器：波長可調(diào)CW激光光源，采用諧振腔配置，腔內(nèi)SHG倍頻OPO
激發(fā)光波長連續(xù)可調(diào)，光譜范圍： 500-750nm,1000-1500 nm, 1.7um - 3.4um
可單獨使用單級拉曼測量模式、相加模式和相減模式。
單級光譜儀 焦長≥ 750mm， 相加模式焦長≥ 2100mm
光譜分辨率：0.2cm-1 (三級相加模式)， 0.8cm-1 (三級相減模式)
拉曼檢測低波數(shù)： 5cm-1
每級光譜儀內(nèi)置固定安裝三塊光柵，覆蓋400-1100nm
Olympus 研究級正置顯微鏡：物鏡 10x, 50x, 100x
高速采譜速度：1700條/秒
電動位移臺XY行程：3x2 inch， XY 最小步進：50 nm
拉曼、熒光成像mapping：熒光測試范圍 300-1100 nm
配備原子力顯微鏡，能與光譜儀聯(lián)用做TERS實驗
樣品臺 30 30 mm，掃描范圍 100100 µm （高壓模式），1010 µm （低壓模式）
分辨率：高壓模式 2 nm (閉環(huán))，0.2 nm (開環(huán))
工作模式：接觸模式、橫向力顯微鏡、非接 觸模式、光譜模式
可適配各類TPI光譜儀以及探測器
TPI光譜解決方案在TERS中的核心作用
1. 高靈敏度光譜探測——BLAZE™科學(xué)級CCD探測器
• 近紅外突破：專有“超深耗盡”CCD技術(shù)，在1000 nm波段量子效率＞70%，信噪比較InGaAs陣列提升6.6倍，徹底解決TERS常用785 nm/830 nm激發(fā)光源的信號衰減難題。
• 超快動力學(xué)捕獲：雙16 MHz讀出端口支持215 kHz光譜速率，滿足TERS針尖掃描的高速信號采集需求，適用于電化學(xué)界面反應(yīng)、光催化瞬態(tài)過程研究。
• 深制冷低噪聲：-120°C熱電冷卻暗電流低至5 e⁻/pix/小時，保障小時級長曝光下微弱拉曼信號的穩(wěn)定提取。
2. 精準光譜解析——SpectraPro HRS高分辨光譜儀
• AccuDrive™光柵驅(qū)動系統(tǒng)：波長精度±0.02 nm（HRS-500型號），配合ResXtreme™算法提升60%分辨率與信噪比，精準分辨TERS中相鄰分子振動峰（如碳材料D/G峰）。
• ISO系列零像散光學(xué)設(shè)計：消除空間畸變，確保納米尺度TERS成像的化學(xué)映射真實性，避免信號失真。
• 雙出口多探測器兼容：支持切換雙探測器，實現(xiàn)TERS信號與寬場拉曼成像聯(lián)用。
3. 集成化操作生態(tài)
• 一鍵式TERS耦合：集成LightField®軟件支持SPM設(shè)備協(xié)同控制，通過Python/MATLAB腳本自動化針尖-激光-樣品共定位校準，縮短90%系統(tǒng)調(diào)試時間。
• 5 cm⁻¹高分辨率+3650 cm⁻¹寬譜范圍：覆蓋生物大分子指紋區(qū)（800–1800 cm⁻¹）及材料低波數(shù)晶格振動模式，適用于從蛋白質(zhì)折疊到半導(dǎo)體缺陷的多元場景。
Figure 2: (a) Approach curve with spectra acquired for varying
tip-sample separation with resonant excitation of a monolayer of the
dye Malachite Green deposited on a Au substrate. Due to the high
spatial confinement of the enhanced optical field at the tip apex,
the signal is seen to increase only with tip-sample separations
<25 nm. From the approach curve in (a) and the spectrum acquired
with the tip in shearforce feedback (b), the characteristic peaks
of Malachite Green are observed. The near-field contribution
to the TERS signal in (b) becomes apparent when compared with the
far-field background signal observed with the tip retracted.
