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鏡像異構物(又稱掌性分子)之合成、鑑定及分離在生化及製藥上極為重要，一般不同掌性之異構物常以圓二色光譜進行分析。圓二色性是指鏡像異構物對左旋與右旋光吸收度之差異，此差異之來源乃是基於掌性分子內誘導電偶極與誘導磁偶極之耦合作用。然而，因為旋光平面波 (circularly polarized plane waves)之螺距(數百奈米)與掌性物質之鏡像中心(數奈米)之尺度相差太大(一般大於2個數量級)，所以耦合通常非常微弱，圓二色性也因此不顯著。要增加圓二色性，我們必須對激發光場做特殊相位及偏振方向之調控，以提高掌性分子內電偶極與磁偶極之耦合。

本研究基於對分子光化學之了解與電漿奈米光天線之設計，提出可大幅增加圓二色性的具體結構設計，並展示其製作方法，未來可用於提高鏡像異構物光譜分析之靈敏度，也可用來調控掌性分子開關及誘導不對稱合成產物之掌性。 我們從分子光化學理論著手，由掌性分子之光吸收引入時變電磁場，推導出分子圓二色性之關鍵(本論文中之公式4)，從而得知必須使激發場具有”電場與磁場平行且相位差90度”之特性，才可增益分子圓二色性。然而，一般平面波並無此特性，即使旋光平面波 (circularly polarized plane waves)亦低。因此，我們首度提出獨特設計的斜間隙電漿奈米光天線，配合全反射漸逝場(evanescent field)的激發，可成功產生具有”電磁場平行且相位差90度”特性之超旋光光近場。我們以理論計算展示在天線共振時，間隙內之光場可提高掌性分子之圓二色性達50萬倍以上。這代表的是鏡像異構物(如蛋白質或DNA分子)分析之靈敏度將大幅提高，有機會達到單一分子等級的鏡像異構物分析。

本工作除了可增加掌性異構物分析靈敏度之外，更重要的是:擴大鏡像異構物吸光度之差異，代表能更精確地控制掌性分子開關(chiral molecular switch)，未來可用以製作掌性分子記憶體儲存裝置，以分子之掌性(左旋或右旋)來儲存0與1之數位訊號。本工作對不對稱化學合成亦具意義，目前大部分不對稱化學合成依賴掌性催化劑來控制其產物之掌性，然而1996年荷蘭Feringa教授曾經展示螺旋紫外光之旋光方向可決定鏡像異構物之掌性，但其實驗效果非常微弱，原因就是因為其使用旋光平面波，若能以本文提出之結構，對光場做調控，以增加鏡像異構物吸光度之差異，我們便有機會利用光場來控制不對稱合成反應之產物掌性，這對未來藥物合成及分析非常重要。