本书系统介绍超表面在表面增强红外吸收光谱技术（SEIRAS）领域的前沿进展与应用。首先回顾红外光谱技术与超表面的研究进展，详细阐述时域耦合模理论、耦合系统中的物理效应及建模与仿真方法；随后重点讨论基于衰减全反射（ATR）、金属超表面、全介质超表面和低维材料超表面的增强光谱技术，涵盖设计原理、制备方法及典型应用案例；最后对技术挑战与未来发展趋势进行展望。本书注重理论分析与实验技术相结合，突出超表面在红外光谱增强中的创新设计与多学科交叉特色，为读者提供全面的技术参考。

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2002-09 至 2006-07 重庆大学 车辆工程 学士 2006-09 至 2008-12 重庆大学 车辆工程 硕士 2009-01 至 2013-01 新加坡国立大学 机械工程 博士 2013-02 至 2015-08 新加坡科技局 微电子研究院 研究员 2021-04 至 2023-01 重庆大学南京研究院 教授、副院长（法人） 2015-09 至今 重庆大学 光电工程学院 教授 微电子封装研究成果在《Advanced Materials》（IF=25.809）、《Advanced Energy Materials》（IF=24.884）、《Nano Energy》（IF=15.548）、《ACS Nano》（IF=13.903）、《ACS Applied Materials & Interfaces》（IF=8.456）、《Nanoscale》（IF=6.97）、《Sensors &Actuators B: Chemical》（IF=6.393）、《Applied Physics Letters》（IF=3.521）、IEDM、IEEE MEMS、Transducer等国际权威学术期刊和会议上发表高水平论文 80 余篇 1 Dynamic Construction of Refractive Index-Dependent Vibrations Using Surface Plasmon-Phonon Polaritons, Nature Communications. 2 Ultrasensitive Molecular Fingerprint Retrieval Using Strongl国家“青年千人”特聘专家、《Sensors International》期刊 主编 《Micromachines》期刊 编委 《压电与声光》期刊 编委 中国仪器仪表学会 理事 中国微米纳米技术学会第二届青年工作委员会 委员 中国能源研究会电力传感和智能分析专业委员会 委员

目录
第1章 绪论 1
1.1 红外光谱技术研究进展 1
1.1.1 红外光谱技术发展历程 1
1.1.2 红外光谱技术基本原理 4
1.1.3 红外光谱设备 6
1.1.4 红外光谱在科学研究和工业中的应用 10
1.2 超表面研究进展 13
1.2.1 超材料和超表面的定义与基本特性 13
1.2.2 超表面分类与加工 16
1.2.3 超表面在传感中的应用 21
1.3 基于超表面的表面增强红外吸收光谱研究进展 26
1.3.1 表面增强红外吸收光谱的历史与发展 26
1.3.2 基于超表面的表面增强红外吸收光谱增强机制 28
1.3.3 基于超表面的表面增强红外吸收光谱前沿研究 30
第2章 基本概念与范畴 32
2.1 时域耦合模理论 32
2.1.1 传输型等离子体分子传感器 33
2.1.2 吸收型等离子体分子传感器 35
2.2 耦合系统中的物理效应 38
2.2.1 Fano共振 39
2.2.2 EIT和EIA效应 41
2.2.3 BIC效应 42
2.2.4 完美吸收器 43
2.3 建模与仿真 45
2.3.1 色散材料 45
2.3.2 时域有限差分法 47
第3章 基于衰减全反射的增强光谱技术 51
3.1 全反射的基本概念 52
3.1.1 全内反射 52
3.1.2 衰减全反射 53
3.1.3 衰减全反射表面增强红外吸收光谱 54
3.2 ATR-SEIRAS的制备与测量 58
3.2.1 棱镜和衬底 58
3.2.2 基板制作 58
3.2.3 ATR-SEIRAS的光谱采集与处理 59
3.3 ATR-SEIRAS的应用 60
3.3.1 生物分析 60
3.3.2 化学分析 64
第4章 基于金属超表面的增强光谱技术 67
4.1 金属超表面的基本概念 67
4.1.1 金属的等离子特性 67
4.1.2 金属超表面增强光谱技术的研究背景 69
4.2 金属超表面的设计与制备技术 70
4.2.1 金属超表面结构设计 70
4.2.2 金属超表面纳米制造技术 83
4.2.3 金属超表面的表面修饰与优化 90
4.3 金属超表面的应用 92
4.3.1 化学传感 92
4.3.2 生物传感 95
4.3.3 光学器件 98
第5章 基于全介质超表面的增强光谱技术 101
5.1 全介质超表面的基本概念 101
5.1.1 全介质超表面的基本原理 101
5.1.2 全介质超表面增强光谱技术的研究背景 105
5.2 全介质超表面的设计与制备技术 113
5.2.1 全介质超表面结构设计 113
5.2.2 全介质超表面纳米制造技术 117
5.2.3 光学全介电超材料制造技术 118
5.3 全介质超表面的应用 125
5.3.1 折射率传感 125
5.3.2 增强光谱传感 128
5.3.3 手性传感 130
第6章 基于低维材料超表面的增强光谱技术 134
6.1 低维材料的基本概念 134
6.1.1 低维材料的分类 134
6.1.2 低维材料增强光谱技术的研究背景 145
6.2 基于低维材料超表面的设计与制备技术 151
6.2.1 低维材料超表面结构设计 151
6.2.2 低维材料超表面纳米制造技术 155
6.2.3 低维材料超表面的表面修饰与优化 164
6.3 低维材料超表面的应用 166
6.3.1 低维材料超表面在化学传感中的应用 166
6.3.2 低维材料超表面在生物传感中的应用 167
6.3.3 低维材料超表面在光学器件中的应用 169
第7章 挑战与展望 171
7.1 超表面增强红外吸收光谱技术面临的挑战 171
7.1.1 结构设计与仿真 171
7.1.2 材料制备与工艺 173
7.1.3 器件集成与系统应用 175
7.2 超表面增强红外吸收光谱技术的未来发展趋势 178
7.2.1 多功能与智能化超表面 178
7.2.2 宽波段与超宽带应用 180
7.2.3 新材料体系与混合结构 182
7.2.4 集成化与微纳光子学 184
参考文献 187