關于納米材料光學特性的分析

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

關鍵詞：納米材料；光學特性；分析

前言

納米材料與生活中很多常見的材料不同，因此其在很多領域的應用所發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，經過多年發展使得納米材料的種類不斷增多，并且經過對其的深入研究也挖掘出納米材料更多的性能。如今納米科學技術的發展現狀和發展前景都很好，納米計算機如今也已得到了開發和廣泛應用，可以說今后的科學技術發展方向中必然會有納米技術的發展，納米技術也會在經過不斷的更新和完善，在人們的生活和工作中發揮更大的作用。

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，其中表面效應和體積效應是很多納米材料均有的特性，此外還有光學、化學反應性質或蒸汽壓等。表面效應主要是隨著粒子粒徑的變化而變化，此種變化屬于性質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活性；而體積效應則與表面效應有很大的分別，其主要是隨著納米尺寸的變化而變化，主要體現在邊界條件中，由于邊界條件被破壞，導致粒子的多種特性發生了很大的變化，如熔點降低或出現活性表面等[1]。

根據對納米材料的研究可以將其大致分為四個種類：一是三維納米結構；二是二維納米結構；三是一維納米結構；四是零維納米結構；納米材料所呈現和帶有的特性也與其種類有很大的關系，由于納米材料的尺寸普遍很小，反而導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生變化。目前針對于納米材料的研究已經引起了國內外的廣泛關注，我國也在不斷加大資金和技術方面的支持，相信在不久的將來納米技術一定可以在更多領域中發揮更大的作用[2]。

2 納米材料的光學特性分析

2.1 線性光學性質

納米材料的線性光學性質是納米材料光學性質中的一種，該性質是在納米材料光學特性基礎上發展起來的，根據國內外研究表明，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離紅、紫外線給人體帶來的傷害，如今對于納米材料的光學性質研究已經漸漸形成了單獨的研究圈，多數會集中在半導體材料中，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現，在使用該類材料的過程中其所表現出來的紅外震動吸收能夠對防御或減弱紅外線傷害，針對此現象而言納米AL2O3材料更具代表性，而在Si膜納米材料的研究中也能夠發現其與紅外線之間的關系，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致納米材料自身的溫度發生變化。另外，在對非晶納米氮化硅材料進行研究時，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生極為強烈的反應。納米材料之所以能夠與紅外線之間發生反應，主要是由于納米粒子的尺寸發生了變化，從而導致其發生不同程度的物理變化或化學變化[3]。

2.2 非線性光學效應

對于納米材料的光學特性來說其可以分為兩種，除了線性光學性之外即是非線性光學效應，而根據對納米材料的研究來看，納米材料在吸收光時所產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，對于非線性光學效應來說也可以分為兩種，一是非共振光學非線性效應；二是共振光學非線性效應。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致的化學現象，針對此種現象的研究可以從納米量子的尺寸著手，根據其對非共振區的影響來計算質量模型。而關于共振光學非線性效應來說則有所不同，其主要是因為納米材料的使用過程中接觸到比共振區低的光吸收邊材料，如此才導致了電子結構的非線性。另外，在研究共振光學非線性效應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域方面著手，納米材料的限制區域主要可以分為三種：一是弱限域；二是中等限域；三是強限域。根據相關研究表明，納米材料的非線性效應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生變化，從而產生相互作用，如此一來也就實現了能量的轉移，這對于增大光學非線性效應來說能夠起到很大的作用[4]。

3 結束語

綜上所述，國內外對于納米材料的光學特性研究已經開展了很多，并且納米材料的應用范圍也在不斷擴大，納米科學技術的完善和發展也為推動社會發展貢獻了很多力量，根據相關研究結果顯示，納米材料的光學特性使得納米材料比普通材料的存儲功能更強大，也能利用光學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備的使用壽命得到延長。雖然目前來看對于納米領域的研究已經取得了不錯的成果，但與其他發達國家之間依然有所差距，應加強此方面的研究力度。

參考文獻

[1]王蓓蓓，馬美湖，蔡朝霞.熒光納米材料應用于蛋白質分析的研究進展[J].食品科學，2015，05（11）：221-226.

[2]孔維軍，駱驕陽，楊美華.納米材料在農藥殘留分離富集和檢測中的應用進展[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納米棒的微結構及光致發光特性[J].物理學報，2014，15（02）：375-381.

[4]彭娜娜，孫真榮，賈天卿.飛秒激光誘導自組織納米周期結構及其光學特性的研究進展[J].物理學報，2013，09（03）：9-16.