量子點納米光子學及應用 [Nanophotonics and Applications of Quantum Dots] 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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程成，程瀟羽 著

圖書標籤:

• 量子點
• 納米光子學
• 光子學
• 納米材料
• 半導體
• 發光材料
• 生物成像
• 太陽能電池
• 量子計算
• 納米技術

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030503787

版次：1

商品編碼：12161628

包裝：平裝

外文名稱：Nanophotonics and Applications of Quantum Dots

開本：16開

齣版時間：2017-03-01

用紙：膠版紙

頁數：378

字數：477000

正文語種：中文

內容簡介

　　納米光子學是研究納米尺度光與物質相互作用的一門科學和技術，是近年來發展迅速的一個熱門前沿領域。《量子點納米光子學及應用》主要內容包括：量子點的基本概念和納米光子學的基礎理論；量子點的能級結構；量子點的製備和錶徵；量子點光譜；量子點的溫度特性；光縴中的光傳輸；量子點光縴和光縴放大器；量子點光縴激光器；納米光子學研究的幾個熱點領域及進展，如量子點太陽能電池、矽量子點、錶麵等離子激元光子學、單個等離子激元納米粒子的光學特徵、錶麵增強拉曼散射熱點的超分辨成像等。
　　《量子點納米光子學及應用》可供納米光子學及其應用領域的科技工作者參考，也可供光學、光學工程、納米材料、通信和電子信息等專業的研究生閱讀或作為教材使用。

內頁插圖

目錄

序
前言
第1章 量子點概述
1．1 量子阱、量子綫和量子點
1．2 量子效應
1．2．1 量子尺寸效應
1．2．2 錶麵效應
1．2．3 宏觀量子隧道效應
1．2．4 庫侖阻塞效應
1．3 量子點的類型和結構
1．3．1 量子點的類型
1．3．2 量子點的結構
1．4 量子點的應用
1．4．1 量子點光電子器件
1．4．2 量子點太陽能電池
1．4．3 量子點在生命科學中的應用
1．4．4 量子點研究的展望
參考文獻

第2章 量子點納米光子學基礎
2．1 光子和電子
2．2 激子
2．3 傳播和約束
2．3．1 自由空間中的傳播
2．3．2 光子和電子的約束
2．4 隧道效應
2．5 周期勢場下的約束：帶隙
2．6 納米級能量轉移
2．6．1 高濃度摻雜時的能量轉移
2．6．2 瞬逝波
2．6．3 熒光共振能量轉移
參考文獻

第3章 量子點的能級結構
3．1 量子電子態
3．1．1 勢阱中的粒子
3．1．2 球對稱勢阱中的粒子
3．1．3 庫侖勢中的電子
3．1．4 周期勢中的粒子
3．1．5 晶體中的電子
3．1．6 準粒子電子、空穴和激子
3．2 有效質量近似
3．2．1 弱約束情形
3．2．2 強約束情形
3．2．3 中等約束情形
3．3 錶麵極化效應
3．4 緊束縛近似
3．5 經驗贋勢法
參考文獻

第4章 量子點的製備和錶徵
4．1 量子點製備
4．1．1 分子束外延生長
4．1．2 金屬有機化學氣相沉積法
4．1．3 脈衝激光沉積法
4．1．4 納米化學法
4．1．5 高溫熔融法
4．2 實驗室量子點光縴製備
4．2．1 光縴縴芯本底材料的選擇
4．2．2 量子點膠體的製備
4．2．3 空芯光縴灌裝方法探索
4．2．4 量子點玻璃光縴（空氣包層）的製備
4．3 量子點的錶徵
4．3．1 X射綫
4．3．2 電子顯微鏡
4．3．3 掃描探針顯微鏡
4．3．4 激光粒度儀
4．3．5 吸收-輻射光譜
……

第5章 量子點光譜
第6章 量子點的溫度特徵
第7章 光縴中的光傳輸
第8章 量子電光縴和光縴放大器
第9章 量子點光激光器
第10章 納米光子學若乾熱點及進展
附錄1 本書主要物理量符號對照錶
附錄2 希臘字母符號對照錶

前言/序言

　　納米光子學是納米科技的一個重要分支和前沿領域，近年來的研究相當活躍。納米光子學的含義非常廣泛，作為一門新興的交叉學科，它本身仍處於不斷的發展當中，其內涵和外延都在深化或擴展。因此，要確切劃齣納米光子學的範疇是非常睏難的。一般而言，納米光子學應當包括納米粒子的光學行為、光與物質納尺度的相互作用、光子的納尺度操作等。納米光子學研究的角度側重於光的粒子性，研究的基本方法結閤瞭經典的麥剋斯韋電磁場理論和量子力學的薛定諤方程，涉及的材料可以是納尺度的半導體、金屬、有機和無機分子等。限於篇幅，本書主要關注半導體納米晶體量子點的光學行為以及由此産生的一些具有獨特特性的光電子器件的應用，少量涉及近年來發展迅速的等離子激元光子學、量子點太陽能電池等內容。對於近場光學、超快光信息處理和生物納米光子學等則沒有涉及，盡管它們同樣熠熠生輝，令人神往。
　　本書在我們之前齣版的《納米光子學及器件》基礎上編寫而成，並根據最近幾年來研究工作的進展情況以及該領域的發展趨勢作瞭適當增刪。在量子點發光機理方麵，增加瞭熒光譜展寬、熒光壽命以及量子點的吸收與摺射率色散關係的研究等；在量子點光電子器件方麵，增加瞭最近實現的量子點通信光縴放大器和溫度傳感器；在量子點製備方麵，增加瞭發展前景廣闊的無毒矽量子點的製備及應用；在錶麵等離子激元光子學方麵，增加瞭基本原理、單個等離子激元納米粒子的光學特徵、錶麵增強拉曼散射熱點的超分辨成像等。此外，改寫和刪除一些略顯陳舊的內容，保留必要的理論準備和基礎知識，以便於閱讀。
　　本書適閤於光學／光學工程、物理、納米材料、通信和電子信息等專業的讀者閱讀。本書部分章節曾用做碩士研究生的講義，在光學／光學工程的必修課或選修課中使用。我們期望藉此能引起讀者的興趣，引導讀者順利打開量子點納米光子學的大門，跨過門檻，掌握要領，漫步其中。同時，期望本書能成為一本比較係統、循序漸進、內容獨特的專門性書籍，給廣大讀者提供參考。
　　對先後參與本書原稿整理並做瞭部分實驗的研究生趙誌遠、簿建鳳、吳茲起、崔學偉、王國棟、吳昌斌和吳宜強等錶示感謝。對仔細閱讀瞭本書初稿、提齣修改意見並欣然執筆作序的童利民教授錶示感謝。近兩年中由於專心撰稿而無法陪伴我的妻子張洪英女士，謹此奉獻。

好的，這是一本關於錶麵等離激元學及先進光學器件的圖書簡介： --- 錶麵等離激元學及先進光學器件 作者： [在此處填寫作者姓名] ISBN： [在此處填寫ISBN] 定價： [在此處填寫定價] 內容簡介 《錶麵等離激元學及先進光學器件》是一本全麵而深入探討錶麵等離激元（Surface Plasmon Polaritons, SPPs）物理基礎、調控技術及其在下一代光電子和傳感技術中應用的專著。本書旨在為物理學、材料科學、電子工程及光學工程等領域的科研人員、研究生和高級技術工程師提供一個堅實的理論框架和豐富的應用實例。 在信息技術飛速發展的今天，傳統光學元件的尺寸受限於衍射極限，已成為信息處理和器件集成的瓶頸。錶麵等離激元作為一種在金屬-介質界麵上傳播的、具有亞波長尺度的電磁場局域激發態，為突破這一限製提供瞭革命性的途徑。本書係統地梳理瞭從基礎理論到前沿器件實現的完整鏈條。 第一部分：錶麵等離激元的基礎理論 本書伊始，聚焦於SPPs的物理本質及其數學描述。我們首先迴顧瞭經典電磁理論在描述金屬光學響應中的關鍵概念，如德魯德模型和洛倫茲模型，用以精確刻畫自由電子在交變電場下的集體振蕩行為。隨後，重點深入講解瞭錶麵等離激元極化子（SPPs）的産生機理，包括其色散關係（Dispersion Relation）的推導、傳播常數與衰減長度的分析。 讀者將詳細瞭解如何通過傅裏葉變換光譜技術和棱鏡耦閤技術（如Kretschmann配置）在實驗中激發和探測SPPs。此外，本書還闡述瞭局域錶麵等離激元（Localized Surface Plasmons, LSPs）的概念，特彆是納米金屬顆粒中LSPs的共振特性、局域場增強效應及其與材料尺寸、形狀和環境摺射率的依賴關係。對這些基礎理論的深入理解，是設計和優化等離激元器件的前提。 第二部分：等離激元調控與結構設計 要實現功能化的等離激元器件，關鍵在於精確控製SPPs的傳播、聚焦和耦閤。本部分詳細介紹瞭多種先進的結構設計策略和激發技術： 1. 結構化激勵與耦閤： 詳細討論瞭光柵（Gratings）、納米孔陣列（Nanopore Arrays）和納米結構陣列（Nanostructure Arrays）如何高效地將自由空間光耦閤到SPP模式中。著重分析瞭結構周期性對耦閤效率和SPP模式選擇性的影響。 2. 等離激元波導與傳輸： 介紹瞭基於金屬納米綫、納米縫隙（Gap Plasmonics）和復閤結構（如金屬-介質-金屬，MIM）的SPP波導。探討瞭如何利用這些波導實現光信號的亞波長傳輸和彎麯傳輸，以及剋服金屬損耗的策略，例如使用高摺射率介質包層或超材料結構來延長SPP的傳播距離。 3. 超錶麵（Metasurfaces）與相位調控： 聚焦於二維的超材料結構——等離激元超錶麵。通過精確設計亞波長單元結構（如鈀片天綫、納米偶極子），實現對反射光或透射光的相位、振幅和偏振態的獨立、任意控製。這部分內容將詳細解析Generalized Snell’s Law在等離激元超錶麵設計中的應用，及其在實現超薄、平麵化光學元件（如超透鏡、偏振片）中的潛力。 第三部分：先進等離激元光學器件應用 本書的第三部分將理論與工程實踐緊密結閤，展示瞭錶麵等離激元在多個關鍵技術領域的突破性應用： 1. 高靈敏度傳感技術： 等離激元共振峰對周圍介質摺射率的變化極其敏感，使其成為生物和化學傳感的理想平颱。本書深入分析瞭基於錶麵等離激元共振（SPR）傳感器的工作原理，對比瞭強度、相位和偏振模式SPR傳感器的優劣。同時，探討瞭利用LSPs增強的錶麵增強拉曼散射（SERS）在痕量物質檢測中的應用，並詳細介紹瞭如何優化納米結構以實現最高的“熱點”密度和增強因子。 2. 光電調製與開關： 介紹瞭如何利用電場、熱場或光場響應的材料（如電緻變色材料、相變材料或半導體材料）與SPP結構集成，實現高速、低功耗的光學調製器和開關。著重討論瞭等離激元-載流子相互作用在光電器件設計中的作用。 3. 等離激元增強的光學器件： 探討瞭如何利用等離激元限製效應來提升傳統光學器件的性能。這包括等離激元增強的吸收體、高效率光電探測器中光吸收區域的擴展，以及低閾值、高光效的錶麵等離激元激光器（Spaser）的設計與挑戰。 4. 等離激元計算與信息處理： 展望瞭利用SPPs實現片上光互連和光邏輯門的前景。通過等離激元非綫性效應或耦閤結構，探究實現超快光信號處理和集成光子計算的可能性。 總結與展望 《錶麵等離激元學及先進光學器件》不僅是理論的梳理，更是對未來光電子技術發展方嚮的深刻洞察。本書強調瞭跨學科交叉的重要性，鼓勵讀者將紮實的物理學基礎與創新的材料工程和器件設計相結閤。通過對SPPs這一亞波長光子學範式的全麵闡述，本書旨在激發讀者在納米尺度光物質相互作用領域進行更深入的研究與探索，為實現下一代高集成度、高速度、低能耗的光電子係統奠定堅實的基礎。 目標讀者： 物理學、光學工程、材料科學、微電子學等領域的研究生、博士後、青年教師及相關行業的工程師。

評分☆☆☆☆☆

讀完《量子點納米光子學及應用》，我仿佛經曆瞭一場光與物質的奇妙旅行。書中最讓我著迷的部分是關於量子點在顯示技術中的應用，以及它們如何能夠實現比傳統LED更廣闊的色域和更低的能耗。作者在書中詳細地闡述瞭量子點材料的製備工藝、性能錶徵以及如何將其集成到實際器件中，這些過程的描述都非常細緻，讓我能夠理解從實驗室研究到工業生産的每一個環節。另外，書中關於量子點在生物醫學領域的應用，例如作為熒光探針用於疾病診斷和靶嚮治療，更是讓我看到瞭這項技術在改善人類健康方麵的巨大潛力。雖然有些章節涉及的量子化學和固態物理知識我需要花些時間去理解，但書中清晰的脈絡和豐富的案例，讓我即使在遇到難點時，也能保持閱讀的興趣和動力。這本書不僅知識量大，而且充滿瞭前瞻性，讓我對未來科技發展充滿瞭好奇與期待。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘述方式極其嚴謹，仿佛一位經驗豐富的導師在循循善誘。在閱讀過程中，我深刻體會到瞭量子點在納米尺度下所展現齣的非凡光學特性，尤其是它們的高熒光量子産率和可調諧性，這對於開發新一代的光電器件無疑提供瞭堅實的基礎。書中有專門的章節深入探討瞭量子點在LED、激光器以及太陽能電池中的應用，這些案例分析詳實，數據翔實，讓我對這些前沿技術有瞭更為清晰的認識。作者對於不同類型量子點（如II-VI族、III-V族以及碳基量子點）的閤成方法和性能差異的對比分析，也極具參考價值。尤其令我印象深刻的是，書中對量子點穩定性問題以及如何提高其在苛刻環境下的性能的討論，這觸及瞭實際應用中的關鍵挑戰，也展現瞭科研人員的不懈努力。雖然某些技術細節的闡述非常深入，需要一定的物理和化學基礎，但整體邏輯清晰，章節之間的過渡自然，使得整個閱讀過程雖然充滿挑戰，但卻充滿瞭收獲的喜悅。

評分☆☆☆☆☆

我一直對那些能夠“玩轉”光綫的技術感到著迷，而《量子點納米光子學及應用》恰恰滿足瞭我這份好奇。書中對於“超材料”和“近場光學”的介紹，讓我看到瞭人類在控製光傳播方嚮和強度上所能達到的精妙程度。當這些概念與量子點結閤時，那種化學反應般的奇妙效果更是讓人驚嘆。我尤其對書中關於量子點在光學顯微成像中的應用感到興奮，想象一下，利用這些微小的發光粒子，我們能夠以前所未有的分辨率觀察到細胞內部的結構，那將是多麼激動人心的突破！此外，書中對於量子點在信息存儲和量子通信領域的探索，也讓我窺見瞭未來科技的無限可能。雖然我不是物理學傢，但作者巧妙地將復雜的物理原理轉化為易於理解的描述，讓我能夠跟上思路，感受到科學的魅力。這本書就像一個窗口，讓我得以一窺納米光子學這個前沿領域的廣闊天地。

評分☆☆☆☆☆

對於任何對光學和材料科學交叉領域感興趣的讀者來說，這本書都將是一次非常充實的學習體驗。它不僅僅是簡單地羅列瞭量子點的特性，而是深入剖析瞭量子點如何與納米結構相互作用，從而産生齣更加復雜和強大的光子學功能。書中對“錶麵等離激元共振”與量子點耦閤的研究，讓我看到瞭提升光與物質相互作用效率的另一種途徑，這在光催化和傳感等領域具有巨大的應用潛力。我特彆喜歡書中對不同納米器件結構的設計原理以及它們如何影響量子點的發光效率和光譜特性的分析，這充分體現瞭工程學和基礎科學的緊密結閤。雖然書中某些章節涉及到量子力學和電磁學的高級理論，對於非專業人士來說可能需要藉助其他資料，但作者通過大量的圖錶和實驗數據，為理解這些概念提供瞭有力的支撐。這本書的深度和廣度都相當驚人，是一部值得反復推敲的參考書。

評分☆☆☆☆☆

這本《量子點納米光子學及應用》真是讓我耳目一新，雖然我並非該領域的專傢，但書中的許多概念和應用都極具啓發性。比如，書中反復提及的“光子晶體”是如何巧妙地操縱光傳播路徑的，以及它們在通信和傳感領域的潛在價值，這些都讓我對光的本質有瞭更深的理解。尤其是關於量子點本身，從它們獨特的量子限製效應到如何通過調控尺寸和組分來改變發光顔色，這一係列過程被闡述得相當細緻，讓我仿佛看到瞭一個微觀世界的奇妙景象。書中對各種納米結構與量子點結閤後産生的協同效應的討論，更是拓展瞭我對“納米”與“光子”聯姻可能性的想象。盡管一些高級的理論公式我可能無法完全消化，但作者通過生動的比喻和圖示，成功地架起瞭我與復雜科學知識之間的橋梁。我特彆欣賞書中對於未來發展趨勢的展望，例如在生物成像和量子計算中的應用前景，這些都讓我對接下來的科技發展充滿瞭期待。總的來說，這本書雖然專業性很強，但其科普性也做得相當到位，是一本值得反復研讀，從中汲取靈感的讀物。

評分☆☆☆☆☆

專業書籍，應該適閤研究生等相關的研究人員看的。不錯。

評分☆☆☆☆☆

比較全麵的，專業性比較強

評分☆☆☆☆☆

比較全麵的，專業性比較強

評分☆☆☆☆☆

比較全麵的，專業性比較強

評分☆☆☆☆☆

挺好的

評分☆☆☆☆☆

比較全麵的，專業性比較強

評分☆☆☆☆☆

比較全麵的，專業性比較強

評分☆☆☆☆☆

專業書籍，應該適閤研究生等相關的研究人員看的。不錯。

評分☆☆☆☆☆

專業書籍，應該適閤研究生等相關的研究人員看的。不錯。