關(guān)于納米材料光學(xué)特性的分析

摘 要：隨著社會的不斷發(fā)展，科技的不斷進(jìn)步，我國各個領(lǐng)域近年來都得到了很好的發(fā)展，尤其是在納米技術(shù)得到廣泛應(yīng)用后，納米材料多種多樣，各個材料的特性也各有不同，所發(fā)揮的作用也不盡相同，納米材料的光學(xué)特性是納米材料眾多特性中的一種，其主要分為線性光學(xué)性質(zhì)和非線性光學(xué)性質(zhì)。文章通過查閱相關(guān)資料，簡要介紹了納米材料的分類及特性，并詳細(xì)介紹了納米材料的光學(xué)特性，以期能夠為納米材料的研究和應(yīng)用提供有價值的參考。

關(guān)鍵詞：納米材料；光學(xué)特性；分析

前言

納米材料與生活中很多常見的材料不同，因此其在很多領(lǐng)域的應(yīng)用所發(fā)揮的效果也與普通材料不同，納米材料的研究最早可以追溯到1861年，經(jīng)過多年發(fā)展使得納米材料的種類不斷增多，并且經(jīng)過對其的深入研究也挖掘出納米材料更多的性能。如今納米科學(xué)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展前景都很好，納米計算機(jī)如今也已得到了開發(fā)和廣泛應(yīng)用，可以說今后的科學(xué)技術(shù)發(fā)展方向中必然會有納米技術(shù)的發(fā)展，納米技術(shù)也會在經(jīng)過不斷的更新和完善，在人們的生活和工作中發(fā)揮更大的作用。

1 納米材料的特性及分類

納米材料的特殊性使得其不僅有多種分類，且每種納米材料均有屬于自身的獨特特性，但自古萬變不離其宗的原理也使得各種納米材料有很大的共通性，其中表面效應(yīng)和體積效應(yīng)是很多納米材料均有的特性，此外還有光學(xué)、化學(xué)反應(yīng)性質(zhì)或蒸汽壓等。表面效應(yīng)主要是隨著粒子粒徑的變化而變化，此種變化屬于性質(zhì)變化而不是單純的表面變化，另外，對于離子表面來說其與總部原子之間會有很大的差異，這也使得其自身會帶有更大的化學(xué)活性；而體積效應(yīng)則與表面效應(yīng)有很大的分別，其主要是隨著納米尺寸的變化而變化，主要體現(xiàn)在邊界條件中，由于邊界條件被破壞，導(dǎo)致粒子的多種特性發(fā)生了很大的變化，如熔點降低或出現(xiàn)活性表面等[1]。

根據(jù)對納米材料的研究可以將其大致分為四個種類：一是三維納米結(jié)構(gòu)；二是二維納米結(jié)構(gòu)；三是一維納米結(jié)構(gòu)；四是零維納米結(jié)構(gòu)；納米材料所呈現(xiàn)和帶有的特性也與其種類有很大的關(guān)系，由于納米材料的尺寸普遍很小，反而導(dǎo)致了面積和體積呈變大的趨勢，并且在將納米材料投入到實際應(yīng)用中時，除了自身表面積和體積的變化外，也會受到來自其他因素的影響而發(fā)生變化。目前針對于納米材料的研究已經(jīng)引起了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注，我國也在不斷加大資金和技術(shù)方面的支持，相信在不久的將來納米技術(shù)一定可以在更多領(lǐng)域中發(fā)揮更大的作用[2]。

2 納米材料的光學(xué)特性分析

2.1 線性光學(xué)性質(zhì)

納米材料的線性光學(xué)性質(zhì)是納米材料光學(xué)性質(zhì)中的一種，該性質(zhì)是在納米材料光學(xué)特性基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，根據(jù)國內(nèi)外研究表明，納米材料與普通材料的不同之處有很多，這其中納米材料的吸紅外線、吸紫外線等特征是很多普通材料并不具備的，其能夠使人們盡量遠(yuǎn)離紅、紫外線給人體帶來的傷害，如今對于納米材料的光學(xué)性質(zhì)研究已經(jīng)漸漸形成了單獨的研究圈，多數(shù)會集中在半導(dǎo)體材料中，或是納米氧化物中，通過對該類納米材料的研究可以清晰的發(fā)現(xiàn)，在使用該類材料的過程中其所表現(xiàn)出來的紅外震動吸收能夠?qū)Ψ烙驕p弱紅外線傷害，針對此現(xiàn)象而言納米AL2O3材料更具代表性，而在Si膜納米材料的研究中也能夠發(fā)現(xiàn)其與紅外線之間的關(guān)系，該類材料能夠充分吸收紅外線并將其存儲，但在存儲的過程中會導(dǎo)致納米材料自身的溫度發(fā)生變化。另外，在對非晶納米氮化硅材料進(jìn)行研究時，其自身所帶有的頻移功能、吸收帶功能等也會對紅外線產(chǎn)生一定影響，但值得注意的是此類材料的退火溫度方面，該特性使得納米材料在吸收紅外線的過程中會發(fā)生極為強(qiáng)烈的反應(yīng)。納米材料之所以能夠與紅外線之間發(fā)生反應(yīng)，主要是由于納米粒子的尺寸發(fā)生了變化，從而導(dǎo)致其發(fā)生不同程度的物理變化或化學(xué)變化[3]。

2.2 非線性光學(xué)效應(yīng)

對于納米材料的光學(xué)特性來說其可以分為兩種，除了線性光學(xué)性之外即是非線性光學(xué)效應(yīng)，而根據(jù)對納米材料的研究來看，納米材料在吸收光時所產(chǎn)生的變化同樣可以分為兩類，一是快速非線性部分；二是慢非線性過程。同時，對于非線性光學(xué)效應(yīng)來說也可以分為兩種，一是非共振光學(xué)非線性效應(yīng)；二是共振光學(xué)非線性效應(yīng)。前者主要是由于在納米材料的使用過程中，接觸到比納米材料光吸收邊更大的材料而導(dǎo)致的化學(xué)現(xiàn)象，針對此種現(xiàn)象的研究可以從納米量子的尺寸著手，根據(jù)其對非共振區(qū)的影響來計算質(zhì)量模型。而關(guān)于共振光學(xué)非線性效應(yīng)來說則有所不同，其主要是因為納米材料的使用過程中接觸到比共振區(qū)低的光吸收邊材料，如此才導(dǎo)致了電子結(jié)構(gòu)的非線性。另外，在研究共振光學(xué)非線性效應(yīng)時也有更多的研究方向，除了研究光吸收邊外也可以從限制區(qū)域方面著手，納米材料的限制區(qū)域主要可以分為三種：一是弱限域；二是中等限域；三是強(qiáng)限域。根據(jù)相關(guān)研究表明，納米材料的非線性效應(yīng)是可以通過外來力量更改的，目前來看較為有效的手段之一是改變微粒濃度，因為在此過程中會引起激子發(fā)生變化，從而產(chǎn)生相互作用，如此一來也就實現(xiàn)了能量的轉(zhuǎn)移，這對于增大光學(xué)非線性效應(yīng)來說能夠起到很大的作用[4]。

3 結(jié)束語

綜上所述，國內(nèi)外對于納米材料的光學(xué)特性研究已經(jīng)開展了很多，并且納米材料的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大，納米科學(xué)技術(shù)的完善和發(fā)展也為推動社會發(fā)展貢獻(xiàn)了很多力量，根據(jù)相關(guān)研究結(jié)果顯示，納米材料的光學(xué)特性使得納米材料比普通材料的存儲功能更強(qiáng)大，也能利用光學(xué)特性為人們避開紫外線的傷害，也能通過使用納米材料使很多設(shè)備的使用壽命得到延長。雖然目前來看對于納米領(lǐng)域的研究已經(jīng)取得了不錯的成果，但與其他發(fā)達(dá)國家之間依然有所差距，應(yīng)加強(qiáng)此方面的研究力度。

參考文獻(xiàn)

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[2]孔維軍，駱驕陽，楊美華.納米材料在農(nóng)藥殘留分離富集和檢測中的應(yīng)用進(jìn)展[J].藥物分析雜志，2015，09（02）：1509-1519.

[3]楊曉紅，馮媛媛，熊金龍.水熱合成ZnO：Cd納米棒的微結(jié)構(gòu)及光致發(fā)光特性[J].物理學(xué)報，2014，15（02）：375-381.

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