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第1章　绪论 1

1.1　纳米光子学——纳米技术领域的研究热点 1

1.2　纳米光子学概述 2

1.3　多学科的教育、培训与研究 3

1.4　本书的理论基础 4

1.5　基础研究与新技术发展的机遇 4

1.6　本书的适用范围 6

参考文献 8

第2章　纳米光子学基础 9

2.1　光子和电子：相似点和不同点 10

2.1.1 自由空间传播 12

2.1.2　对光子和电子的限制 13

2.1.3　在经典禁区中的传播：隧穿 17

2.1.4　在周期势场下的定域化：带隙 19

2.1.5　光子和电子的合作效应 22

2.2　纳米级光学相互作用 25

2.2.1　轴向纳观定域化 26

2.2.2　侧向纳观定域化 29

2.3　电子相互作用的纳米级限制 30

2.3.1　量子限制效应 31

2.3.2　纳观相互作用动力学过程 31

2.3.3　新的合作跃迁 31

2.3.4　纳米级的电子能量转移 32

2.3.5　合作发射 33

2.4　本章重点 33

参考文献 35

第3章　近场相互作用和近场光学显微术 37

3.1　近场光学 38

3.2　近场纳观相互作用的理论模型 39

3.3　近场显微术 43

3.4　近场研究的例子 46

3.4.1　量子点的研究 46

3.4.2　单分子光谱学 48

3.4.3　非线性光学过程的研究 50

3.5　无孔径近场光谱技术与近场显微术 56

3.6　光相互作用的纳米级增强 58

3.7　纳米动力学时空分辨率研究 62

3.8　近场光学显微镜制造商 65

3.9　本章重点 66

参考文献 67

第4章　量子限制材料 71

4.1　无机半导体 72

4.1.1　量子阱 74

4.1.2　量子线 77

4.1.3　量子点 78

4.1.4　量子环 79

4.2　量子限制的表征 79

4.2.1　光学性质 79

4.2.2　举例 81

4.2.3　非线性光学性质 85

4.2.4　量子限制斯塔克效应 86

4.3　介电限域效应 88

4.4　超晶格 89

4.5　核壳量子点与量子点-量子阱 92

4.6　量子限制结构作为激光媒介 94

4.7　有机量子限制结构 102

4.8　本章重点 107

参考文献 108

第5章　等离子体光子学 113

5.1　金属纳米粒子和纳米棒 114

5.2　金属纳米壳 118

5.3　局域场增强 120

5.4　亚波长孔径等离子体光学 121

5.5　等离子体波导 122

5.6　金属纳米结构的应用 123

5.7　辐射衰变工程学 124

5.8　本章重点 129

参考文献 130

第6章　激发动力学过程的纳米控制 133

6.1　纳米结构和激发态 134

6.2　稀土掺杂的纳米结构 137

6.3　上转换纳米基团 140

6.4　光子雪崩 143

6.5　量子切割 145

6.6　位点分离的纳米粒子 149

6.7　本章重点 149

参考文献 151

第7章　纳米材料的生长和表征 155

7.1　纳米材料的生长方法 156

7.1.1　外延生长 156

7.1.2　激光辅助气相沉积 160

7.1.3　纳米化学 161

7.2　纳米材料的表征 166

7.2.1　X射线表征法 166

7.2.1.1　X射线衍射 166

7.2.1.2　X射线光电子光谱 168

7.2.2　电子显微镜法 170

7.2.2.1　透射电子显微镜法（TEM） 170

7.2.2.2　扫描电子显微镜法（SEM） 171

7.2.3　其它电子束技术 173

7.2.4　扫描探针显微镜法 174

7.3　本章重点 178

参考文献 180

第8章　纳米结构的分子架构 183

8.1　非共价相互作用 184

8.2　纳米结构的聚合物介质 186

8.3　分子机械 189

8.4　树状高分子 190

8.5　超分子结构 197

8.6　单层和多层分子组装 200

8.7　本章重点 205

参考文献 206

第9章　光子晶体 211

9.1　基本概念 212

9.2　光子晶体的理论模型 214

9.3　光子晶体的性质 217

9.4　制备方法 222

9.5　光子晶体光路 228

9.6　非线性光子晶体 229

9.7　光子晶体光纤 232

9.8　光子晶体和光通信 234

9.9　光子晶体传感器 236

9.10　本章重点 238

参考文献 240

第10章　纳米复合材料 245

10.1　作为光子介质的纳米复合材料 246

10.2　纳米复合材料波导 248

10.3　随机激光器：激光涂料 250

10.4　局域场增强 251

10.5　多相纳米复合材料 253

10.6　用于光电子学的纳米复合材料 256

10.7　聚合物分散液晶 261

10.8　纳米复合超材料 265

10.9　本章重点 266

参考文献 268

第11章　纳米光刻技术 273

11.1　双光子光刻术 275

11.2　近场光刻术 279

11.3　近场相掩模软光刻术 284

11.4　等离子体印刷 287

11.5　纳米球光刻术 288

11.6　蘸笔纳米光刻术 290

11.7　纳米压印光刻术 292

11.8　光促线型纳米阵列 293

11.9　本章重点 295

参考文献 296

第12章　生物材料和纳米光子学 299

12.1　生物衍生材料 300

12.2　仿生材料 305

12.3　生物模板 307

12.4　细菌生物合成器 309

12.5　本章重点 311

参考文献 311

第13章　纳米光子学在生物技术和纳米医学中的应用 315

13.1　近场生物成像 316

13.2　纳米粒子在光学诊断和靶向治疗中的应用 316

13.3　生物成像中的半导体量子点 318

13.4　生物成像中的上转换纳米球 318

13.5　生物传感器 320

13.6　光诊断和靶向治疗中的纳米诊疗剂 324

13.7　纳米诊疗剂的基因送递 326

13.8　应用于光动力疗法的纳米诊疗剂 329

13.9　本章重点 333

参考文献 334

第14章　纳米光子学应用及其市场前景 339

14.1　纳米技术、激光技术和光子技术 340

14.1.1　纳米技术 340

14.1.2　激光技术类产品在全球的市场情况 341

14.1.3　光子技术 343

14.1.4　纳米光子学 344

14.2　光学纳米材料 344

14.2.1　纳米涂料 346

14.2.2　遮光剂中的纳米颗粒 347

14.2.3 自清洁玻璃 348

14.2.4　荧光量子点 348

14.2.5　纳米条形码 348

14.2.6　光子晶体 349

14.2.7　光子晶体光纤 349

14.3　量子限制激光器 349

14.4　近场显微镜 350

14.5　纳米光刻技术 350

14.6　纳米光子学的前景展望 351

14.6.1　发电及能量转化 352

14.6.2　信息技术 352

14.6.3　传感器技术 352

14.6.4　纳米医学 353

14.7　本章重点 353

参考文献 354

索引 355

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