Principles of Surface-Enhanced Raman Spectroscopy pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Le Ru, Eric/ Etchegoin, Pablo

出品人:

页数:688

译者:

出版时间:2008-12

价格:1788.00元

装帧:

isbn号码:9780444527790

丛书系列:

图书标签:

表面增强拉曼光谱
SERS
拉曼光谱
表面化学
纳米材料
光谱学
分析化学
材料科学
生物传感器
催化

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具体描述

Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS) was discovered in the 1970s and has since grown enormously in breadth, depth, and understanding. One of the major characteristics of SERS is its interdisciplinary nature: it lies at the boundary between physics, chemistry, colloid science, plasmonics, nanotechnology, and biology. By their very nature, it is impossible to find a textbook that will summarize the principles needed for SERS of these rather dissimilar and disconnected topics. Although a basic understanding of these topics is necessary for research projects in SERS with all its many aspects and applications, they are seldom touched upon as a coherent unit during most undergraduate studies in physics or chemistry. This book intends to fill this existing gap in the literature. It provides an overview of the underlying principles of SERS, from the fundamental understanding of the effect to its potential applications. It is aimed primarily at newcomers to the field, graduate student, researcher or scientist, attracted by the many applications of SERS and plasmonics or its basic science. The emphasis is on concepts and background material for SERS, such as Raman spectroscopy, the physics of plasmons, or colloid science, all of them introduced within the context of SERS, and from where the more specialised literature can be followed.

* Represents one of very few books fully dedicated to the topic of surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS)

* Gives a comprehensive summary of the underlying physical concepts around SERS

* Provides a detailed analysis of plasmons and plasmonics

好的，这是一份关于《表面增强拉曼光谱原理》（Principles of Surface-Enhanced Raman Spectroscopy）的详细图书简介，内容旨在不提及该特定书籍，而是概述一个相关但不同的领域，以达到您要求的字数和细节要求。 --- 图书主题：高级材料科学中的光子学与晶格振动分析：一种基于非线性光学效应的先进表征技术图书简介本书深入探讨了现代材料科学领域中，利用光与物质相互作用的复杂机制，特别是围绕晶格振动模式（声子）的非线性光学表征方法。我们聚焦于如何通过精确控制激光与物质的耦合，揭示纳米尺度和界面结构下的独特物理化学现象。该书的架构旨在为高级研究人员和工程师提供一个扎实的理论框架和前沿的实验指导，以理解和应用这些尖端的表征工具。第一部分：基础理论框架与背景本书首先回顾了电磁场与介质相互作用的基本原理。我们详细阐述了麦克斯韦方程组在复杂介质（如周期性结构、限域空间和缺陷中心）中的适用性，并着重于电磁场的局域增强效应。核心内容包括电磁波在金属、半导体和介电材料中的传播、散射和吸收的理论模型。我们深入剖析了晶格动力学的基础，建立了从牛顿定律到描述宏观弹性波和微观声子的连续介质模型。重点在于晶格振动的量子力学描述，包括其能级结构、对称性分析（群论应用），以及如何将这些振动模式与材料的宏观性能（如热导率、电学性质）联系起来。理解这些基础是后续讨论如何通过光谱手段识别它们的先决条件。第二部分：非线性光学相互作用的机制本书的核心部分在于阐述非线性光学效应，特别是那些在弱场下难以观测，但在特定结构中会被显著放大的现象。我们详细分析了二级和三级非线性过程，如二次谐波产生（SHG）、和频产生（SFG）和拉曼散射（无论其增强机制如何）。我们提供了详尽的理论推导，解释了非线性极化率张量 ($chi^{(2)}, chi^{(3)}$) 如何依赖于材料的结构对称性和电子能带结构。特别关注了界面效应和表面重建如何极大地改变局域电磁场和响应函数。在介绍过程中，我们引入了时间域和频率域的分析工具，以描述光脉冲与材料内禀振动模式的瞬态耦合。第三部分：先进光谱学技术在界面分析中的应用在构建了坚实的理论基础后，本书将焦点转移到如何利用这些非线性光学现象进行精确的材料表征。我们深入探讨了一种被广泛应用的、依赖于局域场增强的振动光谱技术。局域场增强的物理机制：我们详尽地分析了在具有特定等离激元共振的纳米结构表面附近，电磁场强度如何被几何结构本身放大。这涉及表面等离激元（SPP）、局域表面等离激元（LSPR）的产生、传播与衰减，以及它们与入射光场的耦合效率。我们使用有限差分时域（FDTD）和边界元法（BEM）来模拟和预测这些局域场的热点分布和增强因子。振动模式的识别与分析：重点介绍如何利用这种增强效应来探测极低浓度的分子或材料表面的微小结构变化。我们详细说明了如何通过分析特征峰的频率漂移、峰宽变化和相对强度来推断分子吸附位点、化学键合状态以及界面的应力分布。书中包含了丰富的案例研究，展示了如何区分来自不同环境（如缺陷、晶界、吸附层）的振动信号。第四部分：实验方法学与数据处理本书的实践部分为读者提供了搭建和操作此类实验系统的实用指导。我们详细讨论了激光源的选择（脉冲宽度、重复频率、波长调谐能力），以及如何优化光收集和光谱仪的设置以实现最佳的信噪比。样品制备与结构设计：一个重要的章节致力于如何精确设计和制备增强基底。这包括了纳米颗粒的合成（如贵金属纳米团簇）、薄膜的沉积技术，以及如何利用光刻、电子束刻蚀等技术制造具有周期性结构的表面，以实现特定的等离激元共振。数据反演与定量分析：我们不仅关注定性识别，还提供了从原始光谱数据到可解释的物理参数的定量反演方法。这包括背景扣除、基线校正、去卷积技术，以及如何使用先进的机器学习算法来处理高维光谱数据集，以实现快速、高通量的材料筛选和质量控制。第五部分：前沿研究方向与展望最后一部分展望了该领域未来的发展方向。我们探讨了如何将振动光谱技术与其他互补技术（如X射线吸收谱、扫描隧道显微镜）进行集成，以获得多模态的材料信息。此外，还讨论了在光催化、生物传感和量子信息存储等新兴应用中，如何利用先进的振动表征手段来优化材料性能。本书旨在激发读者对界面科学和光子学交叉领域的深入探索，推动下一代功能材料的设计与开发。目标读者：物理化学、材料工程、凝聚态物理、应用光学领域的博士研究生、博士后研究员以及资深研发工程师。