较低的增强因子是半导体SERS实际应用的一个关键瓶颈，增大半导体纳米材料的电子态密度，优化其与吸附分子之间能级匹配是促进电荷转移，是实现高SERS增强的有效途径。基于电子态密度考虑，金属氢氧化物比相应的金属氧化物拥有更丰富的O原子，从而拥有更多的O 2p电子态密度，这对提高SERS灵敏度至关重要。此外，金属氢氧化物纳米材料表面丰富的末端羟基可以作为电子阱，促进电子和空穴的分离，从而促进电荷转移过程，进一步增强SERS效应。
基于此，本研究通过水热法合成制备了非晶态Zn(OH)2（a-Zn(OH)2）纳米笼结构，以a-Zn(OH)2纳米笼结构为SERS基底，在半导体SERS中获得了高达1.29 × 106的增强因子。结合实验和密度泛函理论计算，证明a-Zn(OH)2明显优于非晶态ZnO的SERS性能来自于a-Zn(OH)2丰富的O 2p电子态密度，以及吸附分子与a-Zn(OH)2之间良好的能级匹配，从而通过强振动耦合产生了高效的光诱导电荷转移。该项工作揭示了Zn(OH)2中丰富的O 2p电子态和有利的能带结构在光诱导电荷转移和高性能SERS中的作用，为半导体纳米材料SERS基底的设计提供了新的方向和策略。
Anran Li, Jian Yu, Jie Lin, Mo Chen, Xiaotian Wang*, Lin Guo*. Increased O 2P State Density Enabling Significant Photoinduced Charge Transfer for Surface-Enhanced Raman Scattering of Amorphous Zn(OH)2. Journal of Physical Chemistry Letters. 2020, 11, 1859.
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpclett.0c00187
