《Engineered Materials and Metamaterials：design and fabrication》书评

材料科学与工程学院 吴泽鑫

概述

《Engineered Materials and Metamaterials：design and fabrication》中文译名为《工程材料与超材料：设计与制造》，作者为Richard A. Dudley教授和Michael A. Fiddy教授。Fiddy教授是国际光学工程学会资深会员，发表了90多篇文章。本书由国际光学工程学会于2017年首次出版。本书一共220页，包括10个章节。

图书的总体构架、体例及内容简介

本书包括：序言、正文、索引。

内容简介：

第一章 引言

本章一共5个小节，主要介绍了：材料的基本电磁特性、麦克斯韦方程组及其微分形式、自由空间速度、介质中的波、超光速。

第二章 材料特性

本章一共4个小节，主要介绍了：材料分类、金属材料的Drude模型、洛伦兹振荡器模型、克拉莫-克若尼关系式、德拜松弛模型、非线性色散、阻抗、电容、电感、RLC。

第三章 超原子

本章一共6个小节，主要介绍了：超原子构建块、偶极子响应、共振响应、金属谐振器、开环谐振器、SRR等效电路理论、SRR 大小限制、 SRR几何缩放、SRR 扩展注意事项、本构参数估计、超表面。

第四章 复合介质和有效介质近似

本章一共3个小节，主要介绍了：球形颗粒、双折射材料、均质化、形式双折射超材料、EMA的限制、有效介电常数的界限。

第五章 各向异性微波超材料

本章一共2个小节，主要介绍了：形式双折射材料的案例研究、廉价高折射率微波超材料、可调负群延迟、微波材料。

第六章 负指数

本章一共5个小节，主要介绍了：负指数的历史、最小作用原则、负折射率材料的再辐射、双负极材料 （DNM） 的可能性、“完美”镜头、倏逝扩增、Pendry的负指数形式主义、“完美”镜头的严格解决方案、波传播的图形示例。

第七章 数值模拟

本章一共2个小节，主要介绍了：频率相关数值模型、负折射率属性和计算限制、“确切”n = –1 的实际讨论、分割超材料。

第八章 制造更小的结构：光学超材料

本章一共4个小节，主要介绍了：等离子体波和等离子体、体极化激元：Drude模型、表面等离子体-极化激元、光学超材料、双曲超材料、态光子密度。

第九章 光学材料与制造挑战

本章一共5个小节，主要介绍了：薄膜、金属表面之间的薄介电间隙、电子束光刻、干法蚀刻、金属沉积和剥离工艺、聚焦离子测量 （FIB） 铣削、干涉光刻、纳米压印光刻（NIL）、多层结构的制造、双光子光聚合（TPP）技术。

第十章 超分辨率成像

本章一共7个小节，主要介绍了：超材料的超分辨率应用、逆散射问题、自由度、完美成像、平板成像示例、压缩采样。

二．图书撰写特点

1 注重材料基本特性和公式的介绍

虽以设计与制造为题，实则偏重于介绍材料的基本科学知识、特性和公式。本书的深入程度较高，包含了大量过程详尽的公式推导。作者对公式的解释比较清晰，降低了读者的阅读难度。同时，本书的高专业性使其有着一定的阅读门槛，要求读者有一定的学科背景。

2 选题新颖

  本书聚焦工程材料与超材料，重点介绍具有人工设计结构、呈现超常物理特性的超材料这一新兴领域。作为21世纪以来备受关注的功能性材料，超材料因其独特的声、光、电等特性而成为研究热点，使本书选题极具前沿性。

3 插图精美

本书包含大量精美的插图，彩色印刷。精美的插图给作者带来直观的认识，提高了本书的可读性。

三．结语

综上所述，笔者认为《Engineered Materials and Metamaterials：design and fabrication》这本书篇幅简短，包含了大量精美的插图，是一本深入程度较高的材料学科教材。本书的介绍重点超材料是一个比较新颖的研究方向。在内容选取方面，本书重点介绍了材料基本特性和公式，要求读者有一定的学科背景。通读此书，读者可以学习到有关超材料和工程材料的基本特性、设计和制造的相关知识，能对超材料这个领域有比较全面的认知。因此，我认为这本教材适合但不限于材料和物理等相关学科的高年级本科生、研究生以及相关研究工作者钻研学习。

本馆索书号：TB34/D848

馆藏地：华南理工大学-五山校区-外文图书区（外教中心）