Venkata Raman 1888~1970)利用太陽光所觀察到此現象。(1928 年，
C.V. Raman 與 K.S. Krishnan 共同發現，由 Grigory Landsberg 和 Leonid Mandelstam 獨立研究。) 1930 年，拉曼完成光的非彈性散射的觀察，
他利用太陽光及一個濾波器製造單色光，並使用一個為「橫向」的濾
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當時訊號非常微弱 (約為雷利散射的千分之一)，使其應用較少，在 1960 年雷射發明後，因雷射光源有良好的單色性及方向性，並有高 強度，拉曼光譜才普遍被應用。直到 1986 年後，近紅外光雷射 (NIR-laser)、charge couple device (CCD)的發明、電腦運算技術等硬體 的改善，才使得拉曼散射被廣泛應用於化學分析、生物及生化分子的 研究上[8-12]。
5 (inelastic scattering) : 在散射過程中，散射光和入射光波長不同，發生 能量的轉移，即為拉曼散射，其中拉曼散射又分為兩種，當散色光頻 率較入射光頻率減少時，稱為史托克散射 (Stokes Raman scattering)；
而 當 散 射 光 頻 率 較 入 射 光 頻 率 增 加 時 ， 稱 為 反 史 托 克 散 射 (anti-Stokes Raman scattering)。以量子力學角度來看，因電子佔能造 成拉曼頻率和入射光不同，拉曼頻率的改變對應為分子的振動能階
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𝑣是激發光的頻率，𝑣i是振動頻率，h 是 Planck 常數，k 是波茲曼常 數 (1.3806488×10-23)，T 是絕對溫度。
圖 2-1 雷利散射和拉曼散射能階示意圖
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圖 2-2 雷利散射和拉曼散射光譜示意圖
8 (2-7) 中的三項分別為 Rayleigh scattering，anti-Stokes scattering 與 Stokes scattering。
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2-2 表面增強拉曼散射
2-2-1 表面增強拉曼散射歷史簡介
表面增強拉曼散射 (Surface-enhanced Raman scattering, SERS)現 象最早是由 1973 年英國的 Fleischmann 等人 (Martin Fleischmann, Patrick J. Hendra, A. James McQuillan)發現，他們觀察到砒啶 (pyridine) 分子吸附在粗糙的銀電極表面，產生 SERS 的效果。1977 年，兩個不 同的團隊發現濃度並無法解釋訊號的增強，各自提出了增強的機制，
其中 Van Duyne 和 Jeanmaire 團隊提出電磁效應[16-25]，而 Albrecht 和 Creighton 提出了電子轉移效應。2002 年美國萊斯大學 Naomi Halasu 研究團隊提出奈米殼層的理論，藉由改變殼層的大小和準確控 制奈米粒子周圍的電磁場，而做出不同型態的表面基材，如島膜 (island film)、奈米微粒 (nanoparticle)、微影蝕刻表面 (lithography) 等，並以其探討 SERS 效應，且已經能用表面強拉曼散射光譜進行染 料單分子的偵測[26,27]，現在更應用於許多領域上，如 DNA、奈米 碳管、環境污染分析、藥物檢測、生醫感測等。
10 下兩種：一、電磁效應 (electromagnetic effect)，又被稱為場效應 (field effect)，金屬表面產生的表面電漿共振 (surface plasma resonance, SPR) 引起電場強度增強，使靠近金屬表面的分子獲得極大的局部電磁場， 效應 (molecular effect)，是由分子和金屬表面發生交互作用導致分子 極化率受到影響。化學效應是因為許多分子具有孤對電子，當孤對電 子提供給金屬形成鍵結，電荷發生轉移 (charge transfer)。化學效應的
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增強為入射光將電子激發成熱電子態 (hot electron state)並轉移至分 子的 LUMO 軌域，然後電荷由分子的 LUMO 軌域回到電子激發態，
最後電子從電子激發態回到初始的能階並產生拉曼散射光[29,30]，化 學效應可使拉曼訊號增強 100 倍[31]。
相較於化學效應，電磁效應的拉曼訊號增強了幾個數量級，其原 因可能為電磁效應是長範圍 (long range)影響，與吸附分子和金屬表 面距離的三次方成反比；反之，化學效應是短範圍 (short range)影響，
吸附 分子和金 屬表面 兩者間的 原子尺 度 (atomic scale)特 性有 關 [32]。
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圖 2-3 拉曼散射影響因子和公式示意圖
PNRS (νs)：拉曼散射修正值 N：待測分子數目
I (νL)：入射光強度 I (νs)：拉曼散射強度
𝑓𝑟𝑒𝑒R ：拉曼截面積13
圖 2-4 表面增強拉曼散射影響因子和公式示意圖
PSERS (νs)：SERS 強度修正值
N’：待測分子吸附在金屬表面的數目 I (νL)：入射光強度
I (νs)：拉曼散射強度 A (νL)：雷射的增強因子
A (νＳ)：拉曼散射場的增強因子
𝑎𝑑𝑠R ：分子吸附造成的新拉曼截面積14
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2-3-2 靜電紡絲原理介紹
靜電紡絲基本原理是利用高壓電作為驅動力，將含有高分子的離 子溶液或是熔融狀態的高分子置於毛細管 (capillary)中，Taylor 於 1964 年觀察到，當所施加的電壓不同時，毛細管頂端的液滴會產生 不同的形狀，進而影響噴射細流的尺寸及紡絲的型態，在低電壓時，
液滴會凸出於毛細管頂端外，細流的起始點於液滴尖端產生形成泰勒 錐 (Taylor cone)[35,36]，當電壓逐漸升高後，電場電壓會大於高分子 溶液的表面張力，溶液脫離泰勒錐，射出形成一道飛行軌跡，高速飛 行至收集板上 (collector)，在飛行期間，揮發性的溶劑會逐漸揮發，
而高分子固化形成薄膜，當拉扯的電場面積變大會有展開 (splaying) 的現象[37]，薄膜沉積於收集器板上[38]，薄膜形成不規則的交錯網 路結構 (network)，進而提升薄膜張力強度。
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圖 2-5 靜電紡絲法示意圖
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圖 2-7 紡嘴實際圖
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圖 2-8 同軸靜電紡絲示意圖
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