Pintaparannettu Raman -sironta on ilmiö, jossa normaalisti heikot valosignaalit, jotka liittyvät Raman -sirontaan, tulevat paljon tehokkaammiksi ja helpommin havaittaviksi. Vaikka Raman -spektroskopia on hyödyllinen keino tunnistaa materiaalissa tai liuoksessa olevia molekyylejä, sitä rajoittaa se, että vaikutus on hyvin heikko, ja tavallisesti vain yksi jokaista 108 saapuvaa fotonia altistuu tällaiselle sironnalle. Pinnan parannettu Raman -sironta johtaa tämän vaikutuksen voimakkaaseen vahvistamiseen, tyypillisesti 103–106 ja joissakin olosuhteissa jopa 1015. Parannus saavutetaan, kun tutkittavat molekyylit ovat kosketuksessa tai lähellä metallipinta, jonka karheus on 10-100 nanometriä (nm). Hopea, kulta ja kupari antavat parhaat tulokset, ja niitä käytetään yleensä nanohiukkasten muodossa.
Uskotaan, että vaikutus syntyy, kun plasmoneja luodaan metallipinnalle laservalolla, jota käytetään pinnan tehostetun Raman -hajonnan saavuttamiseen. Plasmonit ovat sähkömagneettisia aaltoja, jotka kulkevat lyhyen matkan metallin pinnan yli, kun valon stimuloima metallin elektronipilvi. Pienet epäsäännöllisyydet nanohiukkasten pinnoilla näyttävät keskittävän vaikutuksen, joka kasvaa entisestään, kun nanohiukkaset on järjestetty klustereiksi. Sitten syntynyt sähkömagneettinen kenttä näyttää aiheuttavan välittömässä läheisyydessä olevia molekyylejä osoittavan paljon voimakkaampaa Raman -sirontaa kuin normaalisti. Uskotaan myös, että kemia voi joissakin tapauksissa olla osana, mutta täydellinen selvitys on käynnissä.
Tämä vaikutus on johtanut pintaparannetun Raman -spektroskopian (SERS), tekniikan, joka on laajentanut huomattavasti Raman -spektroskopiaa, kehittämiseen, mikä mahdollistaa erittäin pienien määrien erilaisten aineiden havaitsemisen ilman kalliita instrumentteja. Pinnan tehostaman Raman -sirontavaikutelman maksimoimiseksi tutkittava materiaali kerrostetaan sopiville metallipartikkeleille, usein kolloidissa. Kuten perinteisessä Raman -spektroskopiassa, vaaditun sironnan tuottamiseen käytetään yksiväristä laseria. Ennen hajavalon analysointia Rayleigh -sironnan aiheuttama voimakkaampi signaali suodatetaan pois, jotta se ei ylitä Raman -signaaleja.
Pinnan parannetun Raman -sironnan huomattavasti parantunut herkkyys mahdollistaa tekniikan käytön lukuisten kemiallisten yhdisteiden havaitsemiseksi pieninä määrinä. Siksi sillä on sovelluksia oikeuslääketieteessä, ympäristön seurannassa ja lääketieteessä. Metallisia nanohiukkasia voidaan viedä eläviin soluihin, mikä mahdollistaa SERS: n käytön solujen biokemiallisen aktiivisuuden tutkimiseen.