手性物质-非手性纳米结构近场相互作用诱导圆二色性的定量研究

手性分子与非手性等离激元金属纳米结构相互作用所诱导的圆二色性 (ICD) 提升了分子手性检测的灵敏度。尽管实验结果已呈现出数个量级的 ICD 增强，但 ICD 诱导的成因尚未在以往研究中阐明。本文提出一种理论，用以解释手性分子与非手性纳米结构近场相互作用诱导 ICD 的机理。通过引入手性分子的电偶极近似及分子-纳米结构相互作用的近场近似，我们推导了 ICD 的解析公式。该理论解释 ICD 的机理为：手性分子的电偶极辐射破坏了纳米结构中电场强度的对映体关系。此外，推导公式表明 ICD 与分子手性参数和数密度成正比，并随分子与纳米结构距离立方的倒数指数增长。最重要的是，公式显示 ICD 与纳米结构中的电场强度及分子区域的磁场强度成正比。为验证解析结果，我们研究了石墨烯纳米孔超表面 (GNM) 与手性分子组成系统的 ICD 特性。数值结果与解析结果一致。我们的研究结果有助于理解 ICD 诱导机理、推进 ICD 增强极限并实现分子手性的超灵敏检测。