El efecto TERS proviene del fuerte realce local del campo electromagnético que ocurre en el vértice de una punta afilada de metal noble cuando se ilumina con una luz láser enfocada2. El fenómeno resulta de la combinación de un 'efecto pararrayos' electromagnético y una excitación de plasmón superficial localizado (LSP).
Este mecanismo de realce electromagnético (EM) está asociado con la excitación de plasmones superficiales y la intensidad de sus campos electromagnéticos cerca de la superficie. Estos campos pueden ser significativamente más fuertes que los campos incidentes. La teoría ha demostrado que si la punta se ilumina, puede producirse un fuerte realce del campo electromagnético en el espacio estrecho entre la punta y la muestra (compuesto por un sustrato idealmente metálico sobre el que se depositan adsorbatos o nanomateriales). La punta metalizada actúa como una antena óptica que potencia tanto el campo incidente como el emitido, en una región definida por el tamaño del ápice de la punta (normalmente menos de 30 nm).
Describamos el realce del campo de la onda electromagnética incidente por un factor g i, y el realce del campo dispersado por g sc. Para g ≈ g sc ≈ g i (la llamada "ley de g 4"), la parte EM de la mejora se simplifica a FEM = g i2 g sc2 ≈ g 4. Entonces, un aumento de cien veces el campo EM respecto al incidente gracias a la presencia de la punta (es decir, g i = 100) resultaría en un aumento local de intensidad de 10.000 veces de la señal Raman (I loc = g i2 I 0).
Para resumir, en TERS, el proceso de dispersión Raman se incrementa por esta mejora local en el ápice de la punta, ya que la sección eficaz de dispersión escala con la cuarta potencia de la mejora local del campo electromagnético.