等离激元光催化--原理和应用(英文版)/纳米光子学丛书

本书通过阐述表面等离 激元基本原理和光催化理论 模型，结合经典研究案例展 示，深入浅出地介绍了等离 激元光催化的原理、应用及 发展前景。首先从电磁场基 本原理出发，简要介绍了材 料的电磁性质、表面等离激 元、等离激元弛豫等背景知 识，其中重点介绍了等离激 元近场增强、热电子和热效 应诱导光催化原理和模型。 其次从实验测量和理论计算 出发，展示了等离激元光催 化在分子和材料等领域的应 用，主要围绕表面分子反应 、水解离及相变、微纳材料 生长三个方面的应用展开。 本书将深化读者对近场光与 纳米物质相互作用的理解， 拓展纳米光子学原理及应用 方面的认识。 本书适用于有光学相关 研究经历的研究生和科研工 作者，以及有电磁理论基础 的物理学本科生，可作为物 理、材料及化学等学科的研 究生公共课程，以及光学和 光学工程等学科的专业课程 教材。

张正龙，2013年博士毕业于陕西师范大学和中科院物理所，随后在德国莱布尼茨光子技术研究所作博士后研究。2016年至今，任陕西师范大学物理学院特聘教授、博导，2017年入选第九批陕西省“百人计划”创新人才长期项目。现任全国光散射专业委员会委员，陕西省纳米科技学会理事，《光散射学报》编委。主要从事等离激元光学和高分辨光谱方面的研究工作，主持国家自然科学基金、陕西省自然科学基金和德国洪堡基金等项目。

Chapter 1 Introduction References Chapter 2 Electromagnetic Properties of Materials 2.1 Electromagnetic properties of the materials 2.2 Electromagnetic wave propagation 2.3 The dielectric function of Drude model 2.4 Dielectric function of Drude-Lorentz model References Chapter 3 Fundamentals of Surface Plasmons 3.1 Surface plasmon polaritons 3.1.1 Properties of surface plasmon polaritons 3.1.2 Excitation of surface plasmon polaritons 3.2 Localized surface plasmons References Chapter 4 Surface Plasmon Relaxation Effects 4.1 Energy distribution of free electrons 4.1.1 Sommerfeld free-electron model 4.1.2 The momentum and energy of free electrons in metal materials 4.1.3 The statistical distribution of free electrons in metallic materials 4.2 Plasmon-induced hot electrons 4.3 Thermal effect of surface plasmons References Chapter 5 Principles of Plasmon-Driven Photocatalysis 5.1 Local field-effect-driven photocatalysis 5.2 Hot-electron-driven photocatalysis 5.2.1 Indirect electron transfer 5.2.2 Direct electron transfer 5.3 Plasmon-exciton co-driven photocatalysis 5.4 Thermal-effect-driven photocatalysis References Chapter 6 Measurement and Analysis of Plasmon-Driven Photocatalysis 6.1 Design of surface plasmon structures 6.2 Measurement by chromatography and electron microscopy 6.3 Analytical methods for Raman spectra 6.4 Analytical methods of surface-plasmon-enhanced spectra References Chapter 7 Plasmon-Driven Catalysis of Molecular Reactions 7.1 Gas dissociation catalytic reactions 7.2 Surface molecular catalytic reactions 7.3 Single-molecule catalytic reactions References Chapter 8 Water Decomposition and Phase Transition of Plasmon-Driven Photocatalysis 8.1 Water splitting 8.2 Seawater desalination 8.3 Steam sterilization References Chapter 9 Plasmon-Driven Catalysis of Material Growth 9.1 Growth of metal structures 9.2 Growth of polymers 9.3 Growth of crystal