美國著名物理學家，2023年諾貝爾物理獎獲得者r.p feynman在2023年曾經說過：「如果有一天能按人的意志安排乙個個原子和分子將會產生什麼樣的奇蹟」，奈米科學技術的誕生將使這個美好的設想成為現實。
奈米材料是奈米科學技術的乙個重要的發展方向。奈米材料是指由極細晶粒組成，特徵維度尺寸在奈米量級（1~100nm）的固態材料。由於極細的晶粒，大量處於晶界和晶粒內缺陷的中心原子以及其本身具有的量子尺寸效應、小尺寸效應、表面效應和巨集觀量子隧道效應等，奈米材料與同組成的微公尺晶體（體相）材料相比，在催化、光學、磁性、力學等方面具有許多奇異的效能，因而成為材料科學和凝聚態物理領域中的研究熱點。
1、奈米材料的分類和結構
根據不同的結構，奈米材料可分為四類，即：奈米結構晶體或三維奈米結構；二維奈米結構或纖維狀奈米結構；一維奈米結構或層狀奈米結構和零維原子簇或簇組裝。奈米材料的分類如圖表1所示。
奈米材料包括晶體、贗晶體、無定性金屬、陶瓷和化合物。
2、奈米材料的光學性質
奈米材料在結構上與常規晶態和非晶態材料有很大差別，突出地表現在小尺寸顆粒和龐大的體積百分數的介面，介面原子排列和鍵的組態的較大無規則性。這就使奈米材料的光學性質出現了一些不同於常規材料的新現象。
奈米材料的光學性質研究之一為其線性光學性質。奈米材料的紅外吸收研究是近年來比較活躍的領域，主要集中在奈米氧化物、氮化物和奈米半導體材料上，如奈米al2o3、fe2o3、sno2中均觀察到了異常紅外振動吸收，奈米晶粒構成的si膜的紅外吸收中觀察到了紅外吸收帶隨沉積溫度增加出現頻移的現象，非晶奈米氮化矽中觀察到了頻移和吸收帶的寬化且紅外吸收強度強烈地依賴於退火溫度等現象。對於以上現象的解釋基於奈米材料的小尺寸效應、量子尺寸效應、晶場效應、尺寸分布效應和介面效應。
目前，奈米材料拉曼光譜的研究也日益引起研究者的關注。
半導體矽是一種間接帶隙半導體材料，在通常情況下，發光效率很弱，但當矽晶粒尺寸減小到5nm或更小時，其能帶結構發生了變化，帶邊向高能態遷移，觀察到了很強的可見光發射。研究奈米晶ge的光致發光時，發現當ge晶體的尺寸減小到4nm以下時，即可產生很強的可見光發射，並認為納料晶的結構與金剛石結構的ge 不同，這些ge奈米晶可能具有直接光躍遷的性質。y.
masumato發現摻cucl奈米晶體的nacl在高密度雷射下能產生雙激子發光,並導致雷射的產生,其光學增益比cucl 大晶體高得多。不斷的研究發現另外一些材料，例如cds、cucl、zno、sno2、bi2o3、al2o3、tio2、sno2、fe2o3、cas、caso4等，當它們的晶粒尺寸減小到奈米量級時，也同樣觀察到常規材料中根本沒有的發光觀象。奈米材料的特有發光現象的研究目前正處在開始階段，綜觀研究情況，對奈米材料發光現象的解釋主要基於電子躍遷的選擇定則，量子限域效應，缺陷能級和雜質能級等方面。
奈米材料光學性質研究的另乙個方面為非線性光學效應。奈米材料由於自身的特性，光激發引發的吸收變化一般可分為兩大部分：由光激發引起的自由電子-空穴對所產生的快速非線性部分；受陷阱作用的載流子的慢非線性過程。
其中研究最深入的為cds奈米微粒。由於能帶結構的變化，奈米晶體中載流子的遷移\新韻數控\、躍遷和復合過程均呈現與常規材料不同的規律，因而其具有不同的非線性光學效應。
奈米材料非線性光學效應可分為共振光學非線性效應和非共振非線性光學效應。非共振非線性光學效應是指用高於奈米材料的光吸收邊的光照射樣品後導致的非線性效應。共振光學非線性效應是指用波長低於共振吸收區的光照射樣品而導致的光學非線性效應，其**於電子在不同電子能級的分布而引起電子結構的非線性，電子結構的非線性使奈米材料的非線性響應顯著增大雷射雕刻機\。
目前，主要採用z-掃找（z-scan）和dfwm技術來測量奈米材料的光學非線性。
此外，奈米晶體材料的光伏特性和磁場作用下的發光效應也是奈米材料光學性質研究的熱點。通過以上兩種性質的研究木工雕刻機，可以獲得其他光譜手段無法得到的一些資訊。
3、結束語
總之，奈米材料具有體材料不具備的許多光學特性。已有的研究表明，利用奈米材料的特殊光學性質製成的光學材料將在日常生活和高科技領域內具有廣泛的應用前景。例如奈米sio2光學纖維對波長大於600nm的光的傳輸損耗小於10db/km，此值比sio2體材料的光傳輸損耗小許多倍。
奈米紅外反射材料在燈泡工業上有很好的應用前景。利用奈米材料對紫外的吸收特性而製作的日光燈管不僅可以減少紫外光對人體的損害，而且可以提高燈管的使用壽命。此外，我們的研究結果表明，作為光儲存材料時，奈米材料的儲存密度明顯高於體材料。
綜上所述，儘管奈米材料光學特性的研究已取得了不少進展畢業證檔案，對其光學特性的應用也取得了一定的成績，但還有許多問題需要繼續深入系統地研究，如奈米材料不同於體材料的吸收、拉曼、發光等特性產生的理論根源和上述特性的理論研究歷任校長，奈米材料的非線性強度如何在受限條件下隨顆粒尺寸變化，如何通過表面修飾來獲得所具有一定光學特性的奈米材料等。另外，所研究的奈米材料的範圍也不夠廣泛，奈米材料的應用研究還剛剛開始。總之，奈米材料光學特性的研究及應用仍然十分欠缺。
縱觀奈米材料光學特性的研究概況，我們認為奈米材料光學特性研究的主要方向為：通過奈米材料各種譜學方面的研究畢業證樣本，**和揭示奈米材料結構上的特點，如不連續能帶結構，雜質能級等，建立模型，從理論上**其光學特性產生的根源；樹立「功能」意識，利用諸如表面修飾手段，通過人工合成，以獲得具有特殊效能和用途的奈米複合材料。
由協助整理編輯。
奈米材料及其應用前景
引言諾貝爾獎獲得者feyneman在六十年代曾經預言 如果我們對物體微小規模上的排列加以某種控制的話，我們就能使物體得到大量的異乎尋常的特性，就會看到材料的效能產生豐富的變化。他所說的材料就是現在的奈米材料。材料與社會的發展 材料是人類社會進化和人類文明的里程碑，是人類賴以生產和生活的物質基礎，是社...
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