金属纳米结构的等离子体光学及其在表面增强拉曼散射效应中的应用为表面催化反应奠定了理论基础,本文主要研究了纳米颗粒-金属膜体系的等离子体驱动表面催化反应,并通过表面增强拉曼散射光谱实验与有限元法理论计算相结合的方法分别讨论表面催化反应的两种效应:电场增强效应与热电子效应。电场增强效应主要根据金属纳米结构中的表面等离子体对局域电磁场的极大增强作用,吸附在金属表面的p-aminothiophenol(PATP)分子在电磁场的作用下耦合生成p,p’-dimercaptoazobenzene(DMAB),其催化反应的结果可以通过表面增强拉曼散射光谱检测出来。不同纳米颗粒-金属膜体系的拉曼光谱不同表明纳米颗粒的数目对催化反应影响很大。由于双颗粒体系可以更有效地将更多的能量局域在纳米间隙中,所以双颗粒体系的电磁场强度和拉曼光谱强度要比单颗粒体系高很多倍,双颗粒体系更容易发生催化反应。热电子效应主要根据表面等离子体在金属表面传播时衰变的一部分光子转换为热电子,这些高能热电子能够将金属表面的4-nitrobenzenethiol(4NBT)分子耦合为p,p’-dimercaptoazobenzene(DMAB),其催化结果同样可以通过表面增强拉曼散射光谱检测出来。在纳米颗粒-金属膜体系中等离子体激发产生的热电子数目与纳米颗粒的数目成正比,由纳米颗粒-金属膜体系的表面电荷分布情况可以知道,在双颗粒体系中激发产生的热电子数目更多,所以双颗粒体系的拉曼光谱强度比单颗粒的拉曼光谱强度高很多倍。另外,我们也讨论了纳米材料、激光波长等因素对表面催化反应的影响。得益于纳米颗粒-金属膜体系结构简单而且容易制备,这种杂化等离子体纳米结构不仅对表面催化反应和热电子效应的研究有很大的帮助,而且在传感器、光子探测、水分解等领域的研究有重大意义。