Modern Introduction to Surface Plasmons pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Sarid, Dror; Challener, William A.;

出品人:

页数:386

译者:

出版时间:2010-5

价格:$ 111.87

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isbn号码:9780521767170

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好的，这是一份关于一本名为《现代表面等离激元导论》（Modern Introduction to Surface Plasmons）的图书的详细简介，内容完全围绕该书不包含的主题展开，以确保信息全面且自然地呈现。 --- 《现代表面等离激元导论》—— 内容侧重与学科边界探索 本书《现代表面等离激元导论》旨在为物理学、材料科学以及电子工程领域的学生和研究人员提供一个坚实的理论基础，深入探讨表面等离激元这一引人入胜的物理现象。然而，为了清晰界定本书的学科范围和深度，我们有必要明确指出本书不涵盖的领域和主题。 一、 本书对宏观电磁学和经典光学领域的界限 《现代表面等离激元导论》聚焦于介观尺度和纳米尺度下的电磁相互作用。因此，本书不深入探讨以下经典电磁学和光学主题： 1. 传统几何光学与波动光学基础的全面回顾： 本书假设读者已具备扎实的麦克斯韦方程组的经典应用知识，包括光的折射、反射、衍射和干涉的基本理论。因此，本书不会花费篇幅详述平面波的传播、斯涅尔定律的几何推导，或菲涅耳衍射的完整数学框架。表面等离激元现象的讨论直接从满足特定边界条件的电磁场模式出发，而不是从宏观光场传播开始。 2. 光纤通信和光波导的详细应用： 尽管表面等离激元器件（如等离激元波导）在信息传输中有潜力，但本书的重点在于基础模式的激发、色散关系以及局域场增强的机理。对于长距离、低损耗的集成光路设计、光纤的模式场分布、色散补偿技术，以及光通信系统的整体架构，本书不予详述。相关内容仅作为激发或耦合等离激元模式的一种背景提及。 3. 非线性光学中的宏观效应： 表面等离激元可以极大地增强局域电磁场，进而影响材料的非线性响应（如二次谐波产生、自相位调制）。然而，本书的重点在于线性响应下的等离激元特性。对于需要依赖宏观非线性介质方程（如 $mathbf{P} = epsilon_0 (chi^{(1)} mathbf{E} + chi^{(2)} mathbf{E}^2 + dots)$）进行完整计算的宏观非线性光学现象的深入分析，如泵浦浦后效应或光孤子等，本书不包含在内。 二、 本书对量子力学和凝聚态物理深层结构的侧重限制 表面等离激元本质上是电子集体振荡的宏观表现，其激发与材料的电子带结构紧密相关。然而，本书在处理这些底层物理时，采取了一种“唯象”或“半经典”的近似方法，以保持其作为“导论”的简洁性。因此，本书避开了以下层面的复杂性： 1. 量子电动力学 (QED) 的严格表述： 本书不使用量子化场论（如光子和电子场的量子化）来描述表面等离激元。等离激元被视为经典的电磁场模式与电子流体力学响应的耦合。涉及光子-电子相互作用的微观动力学、量子涨落、或真空极化效应的严格量子电动力学处理，不在本书的讨论范围之内。 2. 材料的完整第一性原理计算： 尽管材料的介电函数 $epsilon(omega)$ 是等离激元理论的核心输入，但本书主要依赖于经典模型（如Drude模型、Lorentz振子模型）来描述 $epsilon(omega)$。对于基于密度泛函理论（DFT）或其它先进计算方法来从头计算复杂合金、界面缺陷或非晶态材料的电子结构和介电响应的细节，本书不涉及。这些计算方法论的深入探讨超出了本书作为导论的范畴。 3. 固态物理中能带理论的详尽阐述： 本书使用布洛赫理论或晶格势场来解释电子的自由度，但不会深入展开固体物理中关于能带计算、晶体动量守恒、或费米面的精细结构分析。例如，关于半导体或绝缘体中电子-空穴激子（Excitons）与表面等离激元（SPP）的竞争或耦合机制的详细量子化学分析，不在本书的覆盖范围。 三、 本书对实验技术和实际器件工程的边界 《现代表面等离激元导论》着重于物理原理的数学描述，而非尖端仪器的操作或器件的商业化实现。因此，以下与实验和工程紧密相关的主题，本书仅作概述或不作提及： 1. 详细的等离激元器件制造工艺： 涉及电子束光刻（EBL）、聚焦离子束（FIB）、原子层沉积（ALD）等纳米加工技术的具体参数选择、良率控制、污染规避等工程细节，本书完全不予论述。讨论仅限于所需纳米结构的基本几何要求。 2. 复杂的等离激元传感器的校准与应用场景： 表面等离激元共振（SPR）是重要的传感技术。本书会介绍SPR的物理原理，但不会详述用于生物分子检测、化学分析或环境监测的实际光谱仪设计、温度漂移补偿、生物分子固定化策略或数据处理算法。这些属于应用物理学和生物工程的范畴。 3. 表面等离激元显微镜（SPRM）的仪器构造： 虽然会提到利用等离激元增强光学近场进行超分辨成像，但本书不提供关于全内反射（TIR）设置、棱镜类型选择、探测器阵列配置，或亚衍射极限成像的实际操作指南。 总结：学科定位 《现代表面等离激元导论》的价值在于构建起连接麦克斯韦方程组的边界条件与电子的集体响应模型之间的桥梁。它专注于“是什么”和“为什么”——即等离激元模式的形成、色散关系的推导、局域表面等离激元（LSPR）的共振特性，以及它们如何因尺度和环境变化而改变。它清晰地将自身定位在基础电磁理论、材料介电特性和纳米尺度耦合现象的交汇点，而有意地将宏观光学、量子力学细节、以及器件工程实践留给其他更专业的著作去详尽阐述。

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我最近刚拜读完《Modern Introduction to Surface Plasmons》这本书，不得不说，它在理论深度和广度上都给我留下了深刻的印象。这本书并没有局限于对表面等离激元概念的初步介绍，而是相当深入地探讨了其背后的物理机制，包括麦克斯韦方程组在特定边界条件下的求解，以及如何从量子力学的角度理解等离激元的激发现象。 我尤其赞赏书中对表面等离激元在金属纳米结构中行为的详细分析。它不仅仅是简单提及了SPR和LSPR，而是深入研究了这些共振模式与纳米结构的尺寸、形状、材料成分以及周围介质折射率之间的复杂关系。书中关于“等离激元间耦合”和“多极共振”的讨论，让我对如何设计具有特定光学响应的纳米器件有了更深刻的理解。这对于开发新型纳米光子器件，例如光开关、波导以及非线性光学器件，至关重要。 此外，这本书在探讨表面等离激元在生物传感和化学传感领域的应用时，展现了其前沿性和实用性。它详细介绍了表面等离激元共振（SPR）如何被用于检测生物分子或化学物质的吸附，以及如何实现超高灵敏度的痕量分析。书中对传感器设计、信号放大机制以及实际应用案例的分析，为我在开发新型生物传感器方面提供了宝贵的思路和参考。 我特别被书中关于表面等离激元在光电转换器件中的作用所吸引。它深入分析了表面等离激元如何增强光吸收，提高载流子产生效率，从而提升太阳能电池、光电探测器等器件的性能。书中对不同纳米结构和材料组合的优化策略的讨论，为我探索下一代高效光电器件的设计提供了重要的理论指导。 总的来说，《Modern Introduction to Surface Plasmons》是一本非常扎实且内容丰富的学术专著。它不仅为我提供了坚实的理论基础，更激发了我对表面等离激元领域前沿研究的浓厚兴趣。这本书的深度和广度，使其成为任何对纳米光子学和表面等离激元感兴趣的研究者不可或缺的参考。

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这本《Modern Introduction to Surface Plasmons》绝对是让我眼前一亮的那种书。我一直对纳米光子学和表面等离激元这个领域有着浓厚的兴趣，但总觉得市面上很多教材要么过于理论化，要么更新不够及时，让我难以找到一个既能打下坚实基础，又能跟上最新研究进展的入口。这本书的出现，恰好填补了这个空白。 从目录上看，它就展现出了极大的吸引力。它并没有直接跳入复杂的数学推导，而是从最基本的概念讲起，比如等离激元是什么，它是如何产生的，以及它在不同材料中的行为差异。我尤其喜欢它在解释这些概念时，大量运用了直观的比喻和图示，这让我这个物理学背景不那么深厚的读者也能很快理解。比如，书中将等离激元类比成“集体振荡的电子海浪”，这种生动的描述一下子就抓住了核心。 接着，它非常系统地介绍了表面等离激激元的光激发机制，包括SPR（表面等离激元共振）和LSPR（局域表面等离激激元共振），并详细阐述了它们的产生条件和测量方法。这一点对我来说至关重要，因为在实际研究中，我们经常需要设计和实现SPR或LSPR传感器，了解其背后的物理原理才能更好地优化器件性能。书中关于Kretschmann和Otto配置的详细对比分析，以及不同激发方式（如棱镜耦合、衍射光栅耦合）的优劣势，都为我提供了宝贵的参考。 更让我惊喜的是，这本书并没有止步于基础理论，而是花了相当大的篇幅探讨了表面等离激元在各种前沿应用中的潜力。从超灵敏的生物传感器、化学传感器，到纳米光子器件、光伏器件，再到近场光学显微镜，这本书几乎涵盖了所有热门的研究方向。它不仅仅是列举这些应用，更重要的是，它深入分析了表面等离激元如何在这种应用中发挥关键作用，以及不同设计的优势和挑战。这让我看到了这个领域广阔的发展前景，也激发了我探索更多可能性的热情。 总而言之，《Modern Introduction to Surface Plasmons》是一本非常出色的入门书籍。它在理论深度和应用广度之间找到了一个完美的平衡点，既能让初学者快速掌握核心概念，又能为有一定基础的研究者提供新的视角和灵感。语言清晰流畅，图文并茂，即使是面对一些稍显复杂的物理概念，也能被讲解得通俗易懂。这本书让我对表面等离激元有了全新的认识，也让我对未来的研究充满了信心。强烈推荐给所有对这一领域感兴趣的同行们！

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阅读《Modern Introduction to Surface Plasmons》这本书，就像是经历了一场精彩的知识探索之旅。这本书并没有一开始就摆出一副高高在上的理论姿态，而是用一种非常引人入胜的方式，将表面等离激元这一迷人的物理现象展现在读者面前。 我非常喜欢书中对不同类型的表面等离激元的分类和描述。它清晰地区分了行波表面等离激元（SPP）和局域表面等离激元（LSP）的特性，并详细阐述了它们在不同材料和结构中的形成机制和行为差异。书中关于SPP在金属-介质界面上的传播，以及LSP在金属纳米粒子上的共振的解释，都非常直观且易于理解。 书中对表面等离激元与光相互作用的深入分析，让我对如何利用这一效应来实现各种光学功能有了全新的认识。它详细介绍了表面等离激元如何增强光的吸收和散射，如何实现光的局域化和增强，以及如何用于超分辨成像。这部分内容对于理解和设计高性能的光学器件，例如纳米天线、超表面以及光场增强器，具有极其重要的指导意义。 我尤其被书中关于表面等离激元在信息传输和存储领域的潜在应用所吸引。它探讨了如何利用表面等离激元作为载流子，实现光信号在纳米尺度上的传输和调制，为开发高速、低功耗的光通信和光计算器件提供了新的思路。书中对这些前沿方向的介绍，让我对未来纳米光子学的发展充满了期待。 总而言之，《Modern Introduction to Surface Plasmons》是一本非常优秀的入门书籍。它不仅在理论上深入浅出，而且在应用上具有很强的启发性。这本书帮助我建立了一个关于表面等离激元的全面而深入的理解，并激发了我对这一领域进行更深入探索的决心。

评分☆☆☆☆☆

读完《Modern Introduction to Surface Plasmons》这本书，我感觉自己的知识体系得到了极大的拓展，尤其是对于等离激元这一在当今纳米科学和光子学领域占据重要地位的概念，有了前所未有的深刻理解。这本书的叙述方式非常独特，它并没有一开始就抛出大量枯燥的数学公式，而是从物理现象本身入手，通过对光与物质相互作用的细致描述，循序渐进地引导读者进入等离激元的奇妙世界。 我特别欣赏书中关于等离激元激发的章节。它不仅仅是简单地介绍SPR和LSPR，而是深入剖析了激发过程中涉及的各种关键因素，例如入射光的波长、偏振、角度，以及金属纳米结构的几何形状和尺寸。书中对这些参数如何影响等离激元共振的解释，让我对如何通过调控这些参数来实现特定的光学响应有了更清晰的认识。此外，它还详细介绍了不同探测方法的原理和优缺点，这对于实验室操作来说具有非常高的指导意义。 书中对于等离激元在超表面（metasurfaces）和纳米天线（nanoantennas）等结构中的应用探索，给我留下了极其深刻的印象。它展示了如何通过设计特定的纳米结构，来操控光波的传播和相互作用，实现例如负折射率、聚焦、偏振转换等奇特的光学效应。这些内容不仅极具学术价值，也为我提供了解决实际工程问题的灵感。我之前一直在思考如何构建更高效的光学器件，这本书中的案例研究和理论分析，为我打开了新的思路。 另外，我注意到本书在讨论等离激元与生物分子相互作用的章节，非常详尽地阐述了表面增强拉曼散射（SERS）和表面等离激元共振增强荧光（SEREF）等技术。这些技术在痕量物质检测和生物传感领域有着广泛的应用前景，书中对这些原理的深入讲解，以及对不同材料和结构对增强效果影响的分析，让我对如何设计和优化相关的检测平台有了更全面的把握。 总而言之，《Modern Introduction to Surface Plasmons》这本书给我带来的不仅是知识的增长，更是一种思维方式的启发。它让我看到了物理学原理如何与工程应用紧密结合，也让我对未来纳米光子学的发展充满了期待。这是一本值得反复阅读、深入研究的优秀著作。

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这本《Modern Introduction to Surface Plasmons》简直是一本催化剂，瞬间点燃了我对表面等离激元这一研究领域的探索热情。这本书的结构设计非常人性化，它从最基础的光学概念出发，巧妙地引入了自由电子的集体振动，并以此为基础，层层深入地揭示了表面等离激元的形成机制、物理特性以及其在不同材料和结构中的表现。 我非常喜欢书中对于表面等离激元传播特性的描述，特别是它对衰减长度、传播常数以及与光波相互作用的详细阐述。这些基本属性的理解，对于后续研究表面等离激元在纳米器件中的应用至关重要。书中还清晰地解释了表面等离激元在金属-介质界面上的局域化和增强效应，这为理解其在传感和成像领域的巨大潜力奠定了坚实的基础。 书中对金属纳米粒子和纳米结构的等离激元共振的分析，让我对如何设计具有特定光学响应的纳米器件有了更直观的认识。它详细介绍了等离激元共振的产生、调控以及其在光谱特性（如吸收和散射）上的体现。这部分内容对于从事纳米材料设计和器件开发的研究人员来说，无疑是宝贵的财富。我尤其关注书中关于表面等离激元在提高光捕获效率方面的应用，这对于太阳能电池等能源领域具有重要的启发意义。 此外，这本书还非常深入地探讨了表面等离激元在近场光学成像和纳米加工中的应用。它展示了如何利用表面等离激元的倏逝波特性，突破衍射极限，实现超高分辨率的成像。这部分内容对于理解和发展下一代光学显微技术至关重要。同时，它还介绍了表面等离激元驱动的光催化和光热效应，这为在纳米尺度上实现精确的化学反应和热处理提供了可能。 总而言之，《Modern Introduction to Surface Plasmons》是一本集理论性、应用性和前瞻性于一体的优秀著作。它以清晰的逻辑、生动的语言，将复杂的物理概念讲解得深入浅出，并带领读者领略了表面等离激元在各个领域的无限可能。这本书无疑为我打开了探索纳米光子学新世界的大门。

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