石墨烯等離激元光子學(xué)入門(mén)

Goncalves+Paulo+Andre+Dias

2011年美國(guó)加利福利亞大學(xué)伯克利分校物理系的巨龍（Long Ju）博士等人，在他們極富創(chuàng)造力的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電磁輻射照在石墨烯微型帶的周期性網(wǎng)格上時(shí)，光可以控制石墨烯中的等離激元（plasmon）效應(yīng)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)開(kāi)啟了石墨烯等離激元光子學(xué)（Graphene Plasmonics）這個(gè)新研究領(lǐng)域的大門(mén)，此后該領(lǐng)域發(fā)展很快，石墨烯成為一種新穎的等離激元光子學(xué)材料，研究和探討了石墨烯表面等離極化激元（SPPs），用它控制光和物質(zhì)的相互作用，能在納米尺度范圍操控光線。本書(shū)是石墨烯等離激元光子學(xué)的入門(mén)教科書(shū)。介紹了不同的理論方法，從初級(jí)的石墨烯等離激元光子學(xué)開(kāi)始，逐漸深入到一些課題。閱讀本書(shū)的學(xué)生能獲得該領(lǐng)域的前沿知識(shí)。

本書(shū)共11章：1. 引言；2. 概論固體的電磁性質(zhì)：講述了石墨烯物理及經(jīng)典電磁學(xué)中的基本理論，重點(diǎn)是石墨烯非局域光導(dǎo)率的計(jì)算方法；3. 介質(zhì)和金屬界面上的表面等離極化激元；4. 石墨烯表面等離激元（GSPs）：討論了單層和雙層石墨烯的等離激元，耦合表面等離聲子極化激元（plasmonphononpolariton），磁表面的等離極化激元，晶體中表面聲子極化激元，以及在光電裝置和納米醫(yī)藥中的應(yīng)用；5. 石墨烯表面等離激元的激發(fā)：不能直接用光波感應(yīng)GSPs，本章介紹了通過(guò)光柵或棱鏡感應(yīng)表面等離極化激元的方法；6. 用金屬天線激發(fā)等離激元：通過(guò)金屬接觸形式將光耦合在石墨烯帶的陣列上，激發(fā)GSPs；7. 周期陣列石墨烯帶的等離激元光子學(xué)：研究了納米等離激元光子學(xué)；8. 在石墨烯的納米結(jié)構(gòu)或一維通道中的等離激元；9. 利用介質(zhì)光柵激發(fā)表面等離極化激元：討論了利用波紋介質(zhì)光柵來(lái)激發(fā)等離激元；10. 通過(guò)發(fā)射偶極子來(lái)激發(fā)等離激元：通過(guò)發(fā)射體和石墨烯之間的非輻射能量傳遞，發(fā)射的偶極子能激發(fā)石墨烯的等離激元；11. 結(jié)論要點(diǎn)。本書(shū)目錄的前面有前言和序言，目錄后面有圖、表清單。書(shū)的結(jié)尾有16個(gè)附錄、參考書(shū)目以及主題索引。

本書(shū)的第一作者Goncalves Paulo Andre Dias目前是丹麥理工大學(xué)在讀的博士生。本書(shū)是他在葡萄牙的米尼奧大學(xué)物理系任職時(shí)寫(xiě)的。他的研究興趣包括：凝聚態(tài)物質(zhì)/納米科學(xué)，等離激元光子學(xué)/光子學(xué)，以及量子物理學(xué)/量子光學(xué)等。

本書(shū)自成體系，可以自學(xué)。本書(shū)從大量文獻(xiàn)中收集了許多課題。讀者可以選擇兩種方式閱讀此書(shū)：一種是單獨(dú)閱讀各章節(jié)，學(xué)習(xí)石墨烯等離激元光子學(xué)的知識(shí)。另一種閱讀方式是將各章內(nèi)容與相應(yīng)的附錄一起學(xué)，通過(guò)這種方式可以掌握一些實(shí)際工作的能力。本書(shū)的讀者對(duì)象是學(xué)習(xí)石墨烯等離激元光子學(xué)的高年級(jí)大學(xué)生或研究生，也是相關(guān)研究人員有益的參考書(shū)。

劉克玲，退休研究員

（中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所）