检测食品污染物的常规方法非常有限。例如,色谱法是用于分离气体或液体混合物的技术。尽管基于色谱法的技术已被食品和药物管理局（FDA）、其他联邦机构、工业部门以及学术界广泛用作标准方法,但通常使用色谱法的检测三聚氰胺的浓度极限（LOD）仅可以达到十亿分之几（ppb）的水平。因此,需要更好的技术来实现食品检测。高通量、可重复性、选择性、简单性和高灵敏度的特点使得表面增强拉曼光谱（SERS）技术能够应用到生物科学领域。贵金属的纳米颗粒,特别是金（Au）,在可见光和近红外（NIR）光谱范围内表现出表面等离子共振（SPP）,其等离子体模式的形成源自于电磁场驱动的自由电子的集体振荡。这项工作旨在使用有限差分时域（FDTD）方法设计具有高SERS增强因子和低成本的NPs-衬底结构。结果表明,对于所研究的SiO₂、Ge和Al₂O₃三种基板,Ag颗粒所激发的SERS效应与先前实验的结果相一致:SiO₂>Ge>Al₂O₃。进一步的模拟表明,Ag颗粒在Al基底上所表现出的拉曼散射强度大于在SiO₂、Ge和Al₂O₃基底上的强度。这表明相对于半导体基底而言,铝基底边缘位置及其周围的电磁场得到了更多的强化。更重要的是,模拟结果表明AuNPs-Al基底结构也具有拉曼散射强化作用（AuNPs在Al基底上的局部电场增强效应能够获得更强的拉曼信号）。最优结果来自于AuNP和AgNP的协同效应。当两种或更多种材料与金属结构组合时,由于电磁和化学增强的协同作用,微结构能够获得更好的拉曼强化效果。在特定范围内改变球体直径和颗粒间距,获得了关于SERS的更多研究结果。为了兼顾实际应用中的成本与效率问题,需适当减少材料的使用,以确保在小型化的基础上带来更多的强化效果。此外,通过调控颗粒尺寸、颗粒间距和基板类型,得到了共振波长的激发机理。最后,考虑了单晶Au纳米结构的消光光谱。结果表明,相同粒径的消光峰具有红移现象。其原因是纳米结构之间所发生的等离子体耦合效应。该结果对于优良SERS底物的开发和应用具有一定的指导意义,并为解决食源性细菌的世界性难题提供了新的解决方法。