《Optics of Nanomaterials》书评

华南理工大学化学与化工学院 苏沁

 《Optics of Nanomaterials》，中文译名为《纳米材料光学》，出版于2010年。作者Vladimir I. Gavrilenko是美国诺福克州立大学材料研究中心教授，同时也是美国VLEXCO LLC公司的创始人兼CEO，主要研究领域有纳米结构材料、纳米光子学、物理化学、固态物理、非线性光学、半导体等。出版社CRC Press（Taylor & Francis Group, LLC子公司）是专业教材和参考工具书的出版先锋。

 该书介绍了各种纳米材料的光学相关知识及其应用，主要面向化工专业的本科生和研究生，旨在培养学生对纳米材料光学领域的研究兴趣与加深学生对相关内容的理解与实际运用能力。正文部分共10个章节，现介绍如下：

 第一章 纳米材料的制备与分类：介绍了纳米材料的基本制造技术；介绍了纯碳基纳米材料，包括碳纳米结构体、纳米碳材料、碳纳米管、碳纳米纤维；介绍了金属和金属基纳米粒子，包括纯金属、金属基纳米粒子；介绍了半导体纳米粒子，包括半导体量子线、II-VI型纳米晶、核/壳结构纳米晶体、宽带隙纳米材料、空心纳米颗粒；介绍了组装纳米粒子和纳米结构、纳米复合材料、纳米结构和纳米复合聚合物、生物纳米材料。

 第二章 纳米材料光学基础：介绍了量子阱中的电子；介绍了一维共轭体系中的电子，包括硅薄膜中的二维电子、石墨烯中的二维电子；介绍了球对称势中的粒子；描述了介质中的电磁场；阐述了线性光学响应和非线性光学响应的半经典理论；介绍了第一性原理的光学响应；解释了经典光学中的局域场效应和基于第一性原理的光学局域场效应。

 第三章 纳米光学：介绍了光学中的等离子体激发过程；介绍了球形纳米粒子的等离子体共振；阐述了纳米材料光学中的有效介质近似理论；介绍了金属纳米结构中的电磁场增强效应；介绍了空心纳米粒子中的等离子体研究；介绍了负折射率材料和近场光学的相关概念。

 第四章 纳米材料的光吸收与荧光：介绍了金属纳米粒子的光学吸收和发光性能；介绍了基于金属合金的纳米结构；介绍了金属纳米线和半导体纳米线；介绍了典型的半导体纳米粒子的吸收和发射性能，包括II-VI型纳米粒子、III-V族氮化物纳米材料和IV族纳米晶材料。

 第五章 量子受限系统中的激子：介绍了体相材料中的激子，材料表面和界面上的二维激子，量子线中的一维激子；采用有效质量近似法研究了量子点中的激子，解释了量子点中的多激子。

 第六章 纳米材料的拉曼光谱：介绍了拉曼散射的基础知识，解释了光散射机制，介绍了量子点和激子的拉曼散射，解释了量子限制对拉曼光谱的影响，阐述了纳米结构的表面增强拉曼散射（SERS）机理及其电磁机制和化学机理，阐述了对SERS微观层面的理解。

 第七章 量子点的相干光谱：介绍了量子化光场与原子系统的相互作用，介绍了拉比振荡和修饰电子态的基本概念，介绍了相干光场中量子点的强弱耦合条件，介绍了光子晶体中的量子点，解释了量子点在强相干场中的光吸收和光致发光原理。

 第八章 纳米材料与纳米结构的非线性光学：介绍了纳米晶体的非线性光学响应，介绍了材料表面和界面的二次谐波产生，介绍了纳米结构的电光调制光谱，介绍了纳米结构非线性光学响应的等离子体共振增强机理，介绍了纳米结构超材料的非线性光学。

 第九章 有机纳米材料的光学：介绍了有机分子与分子聚集体、分子纳米晶，无机-有机纳米复合材料、纳米复合共轭聚合物和聚合物基纳米结构的特点及其光学性质。  

 第十章 生物纳米材料的光学：介绍了生物纳米材料的光学标记过程，介绍了荧光纳米晶体在光学标记中的应用，介绍了单分子的荧光生物标记以及拉曼活性标记在组织分析中的应用，介绍了表面等离子体共振在生物传感中的应用。

 本书以清晰明了的方式揭示了纳米材料的光学相关知识及其实际应用，侧重于从微观角度对各材料的结构和光学性质进行解析比较。全书知识点全面，图文并茂，配图生动形象，示例丰富，利于读者理解；编排思路清晰，语言精炼简洁，引据丰富精准；文末附有5个附录，对较为深奥的知识点提供了延展性和全面性的概述，便于读者进行深入探索研究。

 该书系统地探讨了微观量子理论基础上的材料光学知识，分析比较了纳米材料的各微观光学性质和功能及其在计算化学和物理方面的进步，指出连接纳米尺度与宏观尺度仍具有挑战性。对于该专业的学生、研究员和从业人员而言，该书介绍了领域内最新知识，是一本值得参考的专著。

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