1974 年Fleischmann 等人首次观测到吸附在银电极表面上单分子层吡啶分子的高质量的拉曼光谱，1977年，Van Duyne和Creighton两个研究组证实该拉曼信号要比溶液中单个吡啶分子的拉曼信号大约强10^6倍，指出这是一种与粗糙表面相关的表面增强效应，称为SERS 效应。1997年Kneipp和聂书明两个研究组分别进行了单分子SERS研究，拉曼增强因子可达10^ 14倍。
谈到表面增强拉曼光谱的优点，赵冰表示：首先是单分子级别的高灵敏性。早就有报道利用SERS技术可以达到单分子级别的检测，并且通过激发波长的选择和基底的等离子体性质的调控，可以进一步提高SERS灵敏度；其次，SERS光谱具有分子特异性，能提供丰富的指纹信息，可以进行复杂体系中的多重检测和分子鉴别；第三，SERS操作简单，快速无损，适用于水体系，许多可以实现生物样本的快速原位检测。同时，拉曼光谱和近红外光谱具有互补性，二者完美结合，可以更广泛、更精准地应用于各个领域。