材料物理的新进展—纳米固体材料

纳米固体材料（ｎａｎｏｍｅｔｅｒ ｓｉｚｅｄ ｍａｔｅｒｉａｌｓ）的出现，引起了国际上物理、材料、化学及工程科学家们的很大兴趣．这是由晶粒或颗垃尺寸为 １—１５ ｎｍ（１ｎｍ＝１０－９ｍ）的超细金属、陶瓷、高分子组成的固体材料．与固体中传统的晶体、非晶体不同的是，纳米晶体材料中存在着既无长程序、又无短程序的新的固态结构．由于其特殊的原子组态，已观察到一系列不寻常的物理学和力学效应。同时也为制备相图限制之外的合金或具有特殊结合键的新型材料提供了可能性．     

Topological transport in Dirac electronic systems:A concise review

Various novel physical properties have emerged in Dirac electronic systems, especially the topological characters protected by symmetry. Current studies on these systems have been greatly promoted by the intuitive concepts of Berry phase and Berry curvature, which provide precise definitions of the topological phases. In this topical review, transport properties of topological insulator(Bi2Se3), topological Dirac semimetal(Cd3As2), and topological insulator-graphene heterojunction are presented and discussed. Perspectives about transport properties of two-dimensional topological nontrivial systems,including topological edge transport, topological valley transport, and topological Weyl semimetals, are provided.     

金膜上亚波长小孔阵列表面等离激元颜色滤波器偏振性质

金属薄膜上制备的表面等离激元颜色滤波器具有很强的颜色可调性. 在200 nm厚的金膜上, 通过聚焦离子束刻蚀, 制备一系列周期逐渐变化的圆形、方形、矩形亚波长尺寸小孔方阵列表面等离激元颜色滤波器, 改变入射光的偏振方向, 观察其超透射滤波现象. 研究发现: 对于矩形小孔阵列, 其透射光颜色随入射光偏振方向的变化而改变; 而对于圆形、方形的小孔阵列, 其透射光颜色对入射光的偏振方向并不敏感. 分析表明, 对于金膜上刻蚀的小孔结构, 虽然结构的周期性导致的表面等离激元极化子会对透射光的颜色变化产生一定影响, 但是随小孔形状变化的局域表面等离激元共振才是影响透射光颜色的决定性因素. 如果入射光没有在小孔中激发出局域表面等离激元, 则表面等离激元极化子对透射光的影响也会消失. 根据不同形状小孔周期结构透射光颜色随入射光的偏振变化特点, 制备出了包含两种小孔形状的复合周期结构. 随着入射光偏振方向的改变, 该结构会显示出不同的颜色图案. 关键词： 表面等离激元极化子 局域表面等离激元 颜色滤波器 亚波长小孔阵列     

单个心肌细胞内钙波的微观动力学研究

利用基于近场光学原理构建的全内反射荧光显微镜研究了大鼠单个心肌细胞中的钙信号. 利用这种显微镜的快速成像和高信噪比的特点，观察到单个细胞中复杂的二维钙波斑图. 分析了单个钙信号释放事件在钙波形成、运动过程中的作用. 建立在fire-diffuse-fire模型基础上的模拟显示，由基本钙释放事件组成的钙波可以在心肌细胞中稳定存在. 此研究对进一步认识活体可激发系统的微观动力学行为有指导意义. 关键词： 近场光学 全内反射荧光显微镜 心肌细胞 钙波     

Finite size effect on the Raman frequency of phonons in nano-semiconductors

A comprehensive study on Raman spectroscopy with different excitation wavelengths, sample sizes, and sample shapes for optic phonons (OPs) and acoustic phonons (APs) in polar and non-polar nano-semiconductors has been performed. The study affirms that the finite size effect does not appear in the OPs of polar nano-semiconductors, while it exists in all other types of phonons. The absence of the FSE is confirmed to originate from the long-range Fr¨ohlich interaction and the breaking of translation symmetry. The result indicates that the Raman spectra of OPs cannot be used as a method to characterize the scale and crystalline property of polar nano-semiconductors.     

CuAg纳米结构表面共存和Ag表面对甘氨酸的新吸附行为

在异质纳米结构表面发生的新现象是当前研究的热点.最近发现，尽管甘氨酸在纯Ag表面只 能作物理吸附，蒸镀在Cu表面的单层Ag岛却能在Cu的帮助下，出现对甘氨酸作化学吸附的能力，这种现象是溢流效应的一种反映.蒸镀在Ag表面的Cu岛也能帮助附近裸露的Ag表面获得 化学吸附甘氨酸的能力，虽然这里已不是单原子层的银了.结果说明这种溢流现象来源于CuA g在表面的纳米结构共存，而不只是这种共存的某个结构所特有的.但是，由于Cu的表面能大 于Ag，所以即使是在室温下，Cu岛也会逐渐地被一单层Ag原子完全覆盖，从而失去溢 关键词： 溢流 甘氨酸 Cu Ag(111)     

纳米光学和生物单分子探测

纳米光学技术展示了纳米级探测本领,同时生物单分子探测所需要分辨尺度也是纳米数量级的,因此在生物单分子探测过程中,纳米光学发挥了巨大的作用.文章介绍了与生物单分子探测技术相关的纳米光学技术,包括量子近场光学探针技术、近场光学成像技术（包括扫描近场光学显微术及全内反射荧光显微术）和激光光钳测控技术及它们在生物单分子探测上的进展,从而在染色、成像、测控三个方面展示了纳米光学技术在生物方面的应用,并对其未来的发展方向进行了展望.     

硅纳米线拉曼光谱的波长选择效应

我们用四种不同波长的激光作为激发源研究硅纳米线的拉曼谱 ,观察到一种反常的现象 ,即拉曼峰的频移、峰宽和非对称系数都依赖于激发光波长。考虑了量子限制效应 ,样品的尺寸分布和共振拉曼散射特性 ,对此反常现象提出了一个合理的解释     

近场光学中光纤探针的光强分布

光在亚微米尺度的光纤探针中的传播行为是一个迫切需要了解的重要问题.用时域有限差分法对三维光纤探针的Maxwell方程直接进行求解,获得了光纤探针的光强分布.计算结果表明:光纤探针中的光强分布呈固定的花样图形,花样图形的形状与光的偏振及针尖的结构形状等有关.该结果对深入理解光纤探针的辐射机理非常有益,并对实际制作性能优良的光纤探针具有指导意义.     

阿基米德螺旋微纳结构中的表面等离激元聚焦

研究光在微纳结构中的分布与传播, 实现在纳米范围内操纵光子, 对于微型光学芯片的设计有着重要意义. 本文利用聚焦离子束刻蚀方法, 在基底为石英玻璃的150 nm厚金膜上刻制了不同参数的阿基米德螺旋微纳狭缝结构, 通过改变入射光波长、手性、及螺旋结构手性和螺距等方式, 在理论和实验上系统地研究了阿基米德螺旋微纳结构中的表面等离激元聚焦性质. 我们发现, 除了入射激光偏振态、螺旋结构手性之外, 结构螺距与表面等离激元波长的比值也可以用来控制结构表面电场分布, 进而在结构中心形成0阶、1阶乃至更高阶符合隐失贝塞尔函数的涡旋电场. 通过相位分析, 我们对涡旋电场的成因进行了解释. 并利用有限时域差分的模拟方法计算了不同螺距时, 结构中形成的电场及相应空间相位分布. 最后利用扫描近场光学显微镜, 观测结构中不同的光场分布, 在结构中心得到了亚波长的聚焦光斑及符合不同阶贝塞尔函数的涡旋形表面等离激元聚焦环.