表面增强拉曼散射（SERS）技术,通过对拉曼信号的放大,拓展了拉曼光谱检测应用研究。因此开展对SERS的研究对于丰富拉曼光谱仪的理论基础,提升拉曼光谱检测的灵敏性等具有重要意义。SERS领域的研究热点主要有增强效果的有效评价、基底材料的制备及其增强机制的合理解析以及丰富SERS的检测应用。其中,SERS增强因子作为评价增强效果的最直接的指标,目前仍缺少将其电磁增强机制与化学增强机制相结合的理论释义,难以实现对不同分子的增强效果的预测评价。磁性复合材料因其具有磁富集等优异性能,成为SERS基材中的“黑马”,制备研究的迅猛发展也加大了对其增强机制明确解析的渴求。并且磁性复合材料对分子的吸附捕捉,突破了传统贵金属基材无法对疏水性有机分子的检测难题。因此,本文结合电磁和化学增强机制,建立增强因子理论预测模型;构建磁性复合SERS基底,从理论上综合分析其电磁和化学增强机制;并基于该基底实现多环芳烃（PAHs）的检测,为疏水性有机分子的检测提供可行技术手段,对指导基底材料制备实验、解析微观结构信息与宏观物质性能具有理论和现实意义。具体研究内容如下:1.提出一种可综合电磁增强机制和化学增强机制的SERS增强因子理论计算模型,引入电子结构能,实现具有分子选择性的增强预测。利用电子动力学和量子化学方法理论分析电磁和化学增强,明确纳米粒子的性质、尺寸和形状产生的电场强度变化,以及吸附位、团簇构型对SERS体系中基底和分子间引起的吸附能和拉曼强度变化。研究表明,电子结构能增量可反映化学增强,并可用于补充化学增强因子。通过与经验公式和电磁增强4次幂的理论模型进行对比分析,验证模型的正确性,证实模型具有分子选择性。2.构建Fe3O4@GO@Ag的磁性复合结构,研究光学性质和局域电场的变化规律,来解析其电磁增强机制。利用有限元法计算Fe3O4球形粒子的光学性质及不同半径下的局域电场分布,获取最佳增强效果的半径;分析GO膜层厚度对电场增强和远场辐射的影响,获取最佳增强效果的膜厚;研究纳米Ag的粒子间隙变化对局域电场增强的影响,获取最佳增强效果的间隙。以上述优化的参数建立Fe3O4@GO@Ag模型,并分析电场增强效应及材料的叠加对光学性质的影响,得到多粒子耦合产生最大的电场增强,Ag在整个结构中起主要增强作用。3.研究Fe3O4@GO@Ag基底和PAHs--Fe3O4@GO@Ag体系的化学性质,来解析其化学增强机制。通过量子化学法,首先分析了Fe3O4@GO@Ag异质结的性质,得到层与层之间的键合作用加强结构的吸附和结合;其次,模拟计算了萘、蒽、菲、荧蒽、芘、苯并[a]芘6种PAHs的振动光谱,证实了PAHs的拉曼活性优于红外活性,依据量化的振动模式确定了6种PAHs的拉曼特征峰;最终对PAHs--Fe3O4@GO@Ag体系进行结构优化和SERS计算,发现吸附构型影响化学增强效果,电荷转移的方向为Fe3O4@GO@Ag向PAHs的电荷转移跃迁。4.制备Fe3O4@GO@Ag磁性复合材料并以此为基底实现对PAHs的SERS检测。通过PEI对Fe3O4改性,GO为夹层,实现了Ag纳米颗粒的紧密包覆。系统的表征分析得到制备的Fe3O4@GO@Ag颗粒具有良好的分散性和均一性。利用该基底材料,对PAHs进行SERS检测。通过与银溶胶的对比验证,得到Fe3O4@GO@Ag具有良好的SERS性能。对6种PAHs进行浓度检测,得到拉曼强度随浓度增加而增强,最低检出浓度达到n M级,实现了痕量检测的需求。PAHs混合溶液的检测分析中,通过与特征谱峰的指认,成功实现了对混合物中成分的定性鉴别进行鉴别。