异质结构中热载流子生成、光学手性与拉曼增强的电磁机制及其在光催化与手性传感中的应用

本研究针对复杂等离激元异质结构中的场驱动现象，系统探究了双金属核-壳-卫星纳米结构（Au–Pd、Ag–Pd、Au@Ag–Pd、Ag@Au–Pd）的热载流子生成、局域光学手性（LDOC）与拉曼增强效应。通过电磁建模发现，Au基体系具有更宽谱的等离激元激发，而Ag基体系则呈现更局域化的热载流子分布；Ag@Au–Pd构型表现出最高的偏振敏感性与手性场不对称性。研究揭示了界面组成对表面增强拉曼散射（SERS）性能的调控机制，为光催化、手性分子传感和非线性光学系统提供了设计策略。

　　

本研究通过电磁建模深入分析了双金属核-壳-卫星纳米结构（包括Au–Pd、Ag–Pd、Au@Ag–Pd和Ag@Au–Pd四种构型）中的热载流子生成、局域光学手性（Local Density of Optical Chirality, LDOC）以及拉曼增强效应。实空间热载流子生成速率分布表明，金基系统支持更宽谱且更强等离激元激发，而银基系统则表现出更尖锐、更局域化的载流子分布特征。通过计算光学手性局域密度（LDOC）及其偏振分辨光学活性版本（OA-LDOC），发现核-壳结构可诱导空间不对称的手性场，其中Ag@Au–Pd构型对偏振响应最为敏感。基于近场强度 profiles 推导的拉曼增强因子进一步突显了界面组成在调控表面增强拉曼散射（Surface-Enhanced Raman Scattering, SERS）性能中的关键作用。这些发现不仅阐明了复杂等离激元异质结构中的场驱动现象，也为光催化、手性分子传感和非线性光学系统的定向设计提供了重要依据。