石墨烯等离激元光子学入门

Goncalves+Paulo+Andre+Dias

2011年美国加利福利亚大学伯克利分校物理系的巨龙（Long Ju）博士等人，在他们极富创造力的實验中发现，当电磁辐射照在石墨烯微型带的周期性网格上时，光可以控制石墨烯中的等离激元（plasmon）效应，这个实验开启了石墨烯等离激元光子学（Graphene Plasmonics）这个新研究领域的大门，此后该领域发展很快，石墨烯成为一种新颖的等离激元光子学材料，研究和探讨了石墨烯表面等离极化激元（SPPs），用它控制光和物质的相互作用，能在纳米尺度范围操控光线。本书是石墨烯等离激元光子学的入门教科书。介绍了不同的理论方法，从初级的石墨烯等离激元光子学开始，逐渐深入到一些课题。阅读本书的学生能获得该领域的前沿知识。

本书共11章：1. 引言；2. 概论固体的电磁性质：讲述了石墨烯物理及经典电磁学中的基本理论，重点是石墨烯非局域光导率的计算方法；3. 介质和金属界面上的表面等离极化激元；4. 石墨烯表面等离激元（GSPs）：讨论了单层和双层石墨烯的等离激元，耦合表面等离声子极化激元（plasmonphononpolariton），磁表面的等离极化激元，晶体中表面声子极化激元，以及在光电装置和纳米医药中的应用；5. 石墨烯表面等离激元的激发：不能直接用光波感应GSPs，本章介绍了通过光栅或棱镜感应表面等离极化激元的方法；6. 用金属天线激发等离激元：通过金属接触形式将光耦合在石墨烯带的阵列上，激发GSPs；7. 周期阵列石墨烯带的等离激元光子学：研究了纳米等离激元光子学；8. 在石墨烯的纳米结构或一维通道中的等离激元；9. 利用介质光栅激发表面等离极化激元：讨论了利用波纹介质光栅来激发等离激元；10. 通过发射偶极子来激发等离激元：通过发射体和石墨烯之间的非辐射能量传递，发射的偶极子能激发石墨烯的等离激元；11. 结论要点。本书目录的前面有前言和序言，目录后面有图、表清单。书的结尾有16个附录、参考书目以及主题索引。

本书的第一作者Goncalves Paulo Andre Dias目前是丹麦理工大学在读的博士生。本书是他在葡萄牙的米尼奥大学物理系任职时写的。他的研究兴趣包括：凝聚态物质/纳米科学，等离激元光子学/光子学，以及量子物理学/量子光学等。

本书自成体系，可以自学。本书从大量文献中收集了许多课题。读者可以选择两种方式阅读此书：一种是单独阅读各章节，学习石墨烯等离激元光子学的知识。另一种阅读方式是将各章内容与相应的附录一起学，通过这种方式可以掌握一些实际工作的能力。本书的读者对象是学习石墨烯等离激元光子学的高年级大学生或研究生，也是相关研究人员有益的参考书。

刘克玲，退休研究员

（中国科学院过程工程研究所）