书评:《硅纳米晶体》

Silicon Nanocrystals
Lorenzo Pavesi (Editor), Rasit Turan (Editor)
Hardcover
648 pages
US $210.00

评论人:美国威斯康星大学麦迪逊分校罗伯特·哈默斯教授

《硅纳米晶体》一书,由Lorenzo Pavesi 和 Rasit Turan 主编,是一本撰写得非常出色的汇编,其中的文章描述了当前硅纳米晶体最先进的技术。任何在纳米领域的研究者都应该会对此书有兴趣。这本书有一些特别突出的特点。这本书的前三分之一由一系列清晰的描述硅纳米颗粒的电、光、热和化学性质的章节组成。不仅仅限于硅,这些章节是从基本教学的角度来撰写的,对于任何想要了解纳米粒子理论和实验重要原理的人都应该有极强的吸引力。

这本书是由Bulutay和Ossicini格外清晰而优秀的开篇的。从理论计算的角度介绍了硅纳米晶体的电学、光学性质,包括以计算和实验结果比较来说明的基本原则。这一章的特点是很清楚的解释了计算的方法,包括对不同计算方法优缺点的评论分析,并可以让研究生和高级研究者都能理解。作者们清晰的引导读者从氢终止硅开始,然后系统的介绍了改变表面化学性质(例如氧化)、掺杂、包埋在其他纳米晶体的影响,并从线性光学延生讨论到非线性光学性质。总的来说,这是对纳米颗粒的一个非常出色的介绍,可以引起任何从事纳米晶体研究人员的兴趣,并给了这本书一个及其有力的开端。

接下来的几章重点是更具体的阐述了一些特定的性质。Fujii编写的一章关于掺杂物如何影响硅纳米颗粒的光学性质,非常好的承接了前面的理论章节。Balberg撰写的一章是关于硅纳米晶体组装体的电子输运性质,以渗透理论的发展开始,并总结了系统中的输运是如何按预计随着纳米颗粒密度而变化。它科学地分析了之前对单个纳米粒子和粒子组装体电学性质的测量工作,并系统地讨论了电学性质以及它们是如何随着密度变化的。关于热学性质的一章包含对导热性基本原理和现代测量传导性方法(包括3W方法)的深刻展示。表面化学修饰的硅纳米颗粒在很多不同的应用中都很重要,因此这本书也包含一些Si纳米颗粒表面修饰的方法简短精辟的总结。第7章是关于硅纳米晶体在天体物理学中的作用,引用了大量来自于天体物理学界,而化学家和物理学家不是很熟悉的文献。特别地,它强调了硅纳米颗粒与一些宇宙环境中观察到的持续的红外发射之间可能的联系。此外,这一章还提出了宇宙和实验室中硅纳米颗粒生长的一些联系。例如硅纳米颗粒通过一氧化硅向硅和氧化硅的歧化反应而生长。

后面的章节聚焦于硅纳米颗粒的合成与表征。也包括硅纳米晶体在传感、闪存、光电、炸药、固态照明和光通信中的许多潜在应用。这些独立的章节紧紧的围绕硅,但是作为一个整体,这个主题几乎涵盖了硅纳米颗粒的所有性质。

令这本书如此新颖的是,大部分章节都不是简单地总结作者自己的工作,而是从一个教学的立场来撰写,许多重点来源于详尽的比较和对大量科学文献的参考。本书的前面部分尤其如此,一些原理不仅限于硅的特点,而是适用于所有的纳米颗粒。在这方面,这本书是我见过的整体描述纳米颗粒众多独特性质的最佳的出版物之一。

这本书的前几章对任何正在研究各种纳米材料的学者都是有用的,而后面的几章对于研究Si纳米粒子领域的人会更有价值。总体而言,很难找到对这本书有任何的重大批评,但你可能会注意到它并没有包含某些话题。比如缺少了对低维结构的详细讨论,例如一维纳米棒(纳米线)和二维纳米片。此外,硅纳米颗粒和纳米线在锂离子电池阳极中的重要性日益增加,而这一话题却并没有被覆盖。在这样一本优秀的书籍中的这些是小疏漏,可能可以作为第二卷的开端。总之,这是一本值得放在每个人购买珍藏的书。

翻译:肖军燕