物理學名傢名作譯叢：材料的透射電子顯微學與衍射學 [Transmission Electron Microscopy and Diffractometry of Materials] 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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內容簡介

　　《物理學名傢名作譯叢：材料的透射電子顯微學與衍射學》是為以物理科學為背景的高年級大學生和新入學的研究生而寫的。其目標是使他們盡可能快地瞭解透射電子顯微學(TEM)和X射綫衍射學的基礎概念和一些細節，它們對材料的錶徵是重要的。
　　《物理學名傢名作譯叢：材料的透射電子顯微學與衍射學》話題的發展過程是和大多數近代TEM和XRD研究材料的現代水平相協調的。
　　0《物理學名傢名作譯叢：材料的透射電子顯微學與衍射學》的內容也提供瞭進一步研究先進的散射、衍射和顯微學課題的基本準備。
　　《物理學名傢名作譯叢：材料的透射電子顯微學與衍射學》包括許多實際細節和實例，但不包含實驗室工作中的一些重要課題，如TEM樣品的製備方法等。

作者簡介

　　吳自勤，中國科學技術大學教授，博士生導師，國內凝聚態物理、電子顯微學和薄膜生長領域的著名學者。曾任中國物理學會《物理》雜誌主編、《電子顯微學報》副主編，是中國電子顯微鏡學會創始人之一，曾任中國電子顯微鏡學會常務理事、材料物理專業委員會主任。承擔瞭多項國傢自然科學基金項目，在國內外學術刊物上發錶論文200餘篇。獲中國科學院自然科學奬一等奬、安徽省高校科學技術進步奬、中國分析測試學會科學技術奬和國防科工委科技進步奬。編撰齣版瞭《薄膜生長》《固體物理實驗方法》《微分析物理及其應用》和《分形原理和應用》等專著，翻譯齣版瞭《現代晶體學》。
　　
　　石磊，工學博士，工程師。主要研究領域為材料結構與物理性能。在國際學術刊物上發錶相關論文30餘篇。現在中國科學技術大學理化科學實驗中心高分辨透射電鏡研究室工作，主要負責包括球差透射電子顯微鏡在內的透射電鏡及其相關附屬設備的日常運行和分析測試工作。
　　
　　布倫特·福爾茲（Brent Fultz），美國加州理工學院應用物理和材料科學係教授。1982年獲加州大學伯剋利分校博士學位。美國總統傑齣青年科學傢奬和美國TMS學會電子、磁學及光子材料分會傑齣科學傢奬得主。美國散裂中子源廣角範圍斬波器譜儀項目和美國中子散射實驗分散數據分析軟件項目的主要科學傢。在利用非彈性中子散射對材料熱力學的基本理解方麵作齣瞭突齣貢獻。
　　
　　詹姆斯·豪（James Howe），美國弗吉尼亞大學材料科學與工程係教授。1985年獲加州大學伯剋利分校博士學位。美國總統傑齣青年科學傢奬、德國洪堡高級研究員奬和美國材料信息學會材料科學研究銀奬得主。研究領域包括應用高分辨和分析透射電子顯微術研究材料的相變、相邊界的結構與性質等。

內頁插圖

目錄

譯者的話
序

第1章 衍射和X射綫粉末衍射儀
1．1 衍射
1．2 X射綫的産生
1．3 X射綫粉末衍射儀
1．4 XRD和TEM的X射綫探測器
1．5 粉末X射綫衍射實驗數據
1．6 拓展閱讀
習題
參考文獻

第2章 TEM及其電子光學
2．1 透射電子顯微鏡概述
2．2 利用透鏡和光路圖工作
2．3 TEM操作模式
2．4 實際TEM光學
2．5 玻璃透鏡
2．6 磁透鏡
2．7 透鏡像差和其他缺陷
2．8 分辨率
2．9 拓展閱讀
習題
參考文獻

第3章 中子散射
3．1 中子和中子散射
3．2 中子源
3．3 中子粉末衍射儀
3．4 相波
3．5 測量較大結構的儀器
3．6 非彈性散射
3．7 準彈性散射
3．8 磁散射
3．9 核散射
3．1 0拓展閱讀
習題
參考文獻

第4章 散射
4．1 波與散射
4．2 X射綫散射
4．3 相乾彈性散射
4．4 拓展閱讀
習題
參考文獻

第5章 非彈性電子散射和譜學
5．1 非彈性電子散射
5．2 電子能量損失譜（EELS）
5．3 等離子激發
5．4 芯激發
5．5 能量過濾TEM成像（EFTEM）
5．6 X射綫能量色散譜（EDS）
5．7 定量EDS
5．8 拓展閱讀
習題
參考文獻

第6章 晶體衍射
6．1 原子子波的疊加
6．2 倒格子和勞厄條件
6．3 點陣衍射基礎
6．4 化學有序結構
6．5 晶體形狀因子
6．6 偏離矢量（偏離參量）
6．7 埃瓦爾德球
6．8 勞厄區
6．9 埃瓦爾德球彎麯的影響
6．10 拓展閱讀
習題
參考文獻

第7章 電子衍射和結晶學
7．1 衍射花樣的標定
7．2 極射赤麵投影及操作
7．3 菊池綫與樣品取嚮
7．4 二次衍射
7．5 會聚束電子衍射
7．6 拓展閱讀
習題
參考文獻

第8章 TEM衍射襯度像
8．1 TEM像中的襯度
8．2 含有缺陷晶體的衍射
8．3 消光距離
8．4 振幅一相位圖
8．5 試樣的厚度條紋
8．6 TEM像中的彎麯輪廓綫
8．7 應力場的衍射襯度
8．8 位錯和伯格斯矢量的確定
8．9 位錯的半定量衍射襯度
8．10 位錯的弱束暗場成像
8．11 界麵處的條紋
8．12 堆垛層錯的衍射襯度
8．13 反相（n）邊界和δ邊界
8．14 沉澱相和其他缺陷的襯度
8．15 拓展閱讀
習題
參考文獻

第9章 衍射綫形
9．1 衍射綫寬化和捲積
9．2 傅裏葉變換解捲
9．3 同時應變和尺寸寬化
9．4 晶體柱列引起的衍射綫形
9．5 衍射綫形的評論
9．6 拓展閱讀
習題
參考文獻

第10章 帕特森函數和漫散射
10．1 帕特森函數
10．2 原子位移的漫散射
10．3 化學無序的漫散射
10．4 非晶材料
10．5 小角散射
10．6 拓展閱讀
習題
參考文獻

第11章 高分辨TEM像
11．1 惠更斯原理
11．2 高分辨像的物理光學
11．3 實驗高分辨像
11．4 高分辨TEM像的模擬
11．5 高分辨TEM像的實例
11．6 拓展閱讀
習題
參考文獻

第12章 高分辨sTEM和相關成像技術
12．1 高角環形暗場像的特徵
12．2 沿原子列的電子通道
12．3 通道電子的散射
12．4 HGAADF和HRTEM成像的比較
12．5 原子分辨率的HAADF成像
12．6 透鏡像差和像差校正
12．7 Cs校正像的實例
12．8 電子層析術
12．9 拓展閱讀
習題
參考文獻

第13章 動力學理論
13．1 本章 綜述
13．2 周期勢中高能電子的數學特徵
13．3 動力學理論第一方法——束傳播
13．4 動力學理論第二方法——布洛赫波和色散麵
13．5 運動學理論和動力學理論的本質差彆
13．6 雙束動力學理論中的衍射偏差Sg
13．7 晶體缺陷的動力學衍射襯度
13．8 電子衍射的多束動力學理論
13．9 拓展閱讀
習題
參考文獻

附錄
A．1 粉末x射綫衍射花樣的指數標定
A．2 特徵x射綫Ka的質量衰減係數
A．3 X射綫的原子（散射）形狀因子
A．4 X射綫反常散射的色散校正
A．5 200keV電子的原子（散射）形狀因子和其他電壓原子（散射）形狀因子的換算方法
A．6 單晶電子衍射花樣的標定：fcc，bcc，dc，hcp
A．7 極射赤麵投影
A．8 傅裏葉變換實例
A．9 波振幅的Debye-Waller因子
A．10 時變勢和非彈性中子散射
A．11 位錯綜述
A．12 TEM實驗室訓練
A．13 基本常數和導齣常數

索引
後記

前言/序言

　　本書的目標和範圍
　　本教科書是為以物理科學為背景的高年級大學生和新入學的研究生而寫的。其目標是使他們盡可能快地瞭解透射電子顯微學（TEM）和X射綫衍射學的基礎概念和一些細節，它們對材料的錶徵是重要的。本書話題的發展過程是和大多數近代TEM和XRD研究材料的現代水平相協調的。本書的內容也提供瞭進一步研究先進的散射、衍射和顯微學課題的基本準備。本書包括許多實際細節和實例，但不包含實驗室工作中的一些重要課題，如TEM樣品的製備方法等。
　　從2001年本書第1版發行以來，衍射學和顯微學方法又有瞭快速的進展，它們部分地受納米科學和材料技術成長的推動。在TEM中近期的重大進展是物鏡球差的實際校正。它使圖像的高分辨率（小於0.1nm）可以常規地獲得，電子能譜的能量分辨率亦有顯著的改進。材料中單個原子定位和鑒定已經從50年來的一個夢想變成今天的實驗方法。
　　X射綫譜學和衍射學的整個領域得益於半導體探測技術的發展。另一方麵的進展是廣大學者（圍繞同步輻射的常規用戶）的交流團體的形成。強大的新中子源已經提高瞭中子散射研究的領域。大多數用於X射綫束、中子束和電子束研究材料的現代儀器，通過國際科學交流愈來愈多地被用戶團體按科學的價值被廣泛地使用。
　　第4版增加瞭透射電子顯微學的新進展，其中有層析成像（tomography）和應變分析等。中子散射在原有的一章基礎上進行瞭補充，增加瞭相位、能量和散射因子等基礎知識的概念。在第3版齣版後，許多說明和習題使得本書的核心內容如散射、衍射和顯微學的基礎知識更加清晰。
　　在原理和實際知識的細節方麵存在著波和波函數如何與物質相互作用形成的廣泛概念，利用它們可以統一審視X射綫、電子和中子。相乾性和波的乾涉對X射綫波和電子波函數兩者概念上是相似的。在探索材料的結構過程中，周期性波和波函數分享倒格子、晶體學、無序效應等概念。除瞭教學效益之外，積分處理更大的好處是其廣度——它建立瞭一個以TEM和XRD兩者為共同對象的應用傅裏葉變換和捲積的強度。
　　內容
　　前三章是散射、衍射和成像的一般介紹以及XRD，TEM和中子散射儀器的結構。隨後的第4章和第5章介紹瞭電子、X射綫和原子的相互作用。在電子的彈性散射中引入原子的形狀因子，在電子的非彈性散射中專門引入截麵概念，介紹的內容比實際需要深一些，以便理解第6～8章。這三章的重點是衍射、晶體學和衍射襯度。在傾嚮衍射和顯微學的課程係統中，可以進一步改變第4章和第5章中準備進行高級研究的內容。
　　本書的核心部分是勞厄公式下的運動學衍射理論，可用來處理無序度逐步增加的晶態材料。在第8章中，重點利用相位一振幅圖分析缺陷的TEM圖像的衍射襯度。在第9章中處理完衍射綫寬。隨後，在第10章中利用帕特森（Patterson）函數處理短程序現象、熱漫散射和非晶態材料。在第11章中介紹瞭高分辨TEM圖像和像模擬。在第12章中介紹瞭多種現代顯微學方法。在第13章中描述瞭電子衍射動力學理論的主體內容。
　　對動力學理論中有效消光長度和有效偏離參量進行討論後，我們盡可能沿著電子衍射的方嚮擴展運動學理論。我們認為，對一本教科書來說這是一種正確的方法，因為運動學理論已經建立瞭衍射和材料結構間清楚、協調的關係。例如，相位一振幅圖是解釋缺陷襯度的實用圖形，並且是實驗室工作中順手的、能啓發新設想的工具。不僅如此，熟悉傅裏葉變換在衍射學和顯微學領域以外的一些應用也是有價值的。傅裏葉變換在本書的前麵就已提齣，但它的認真推演卻在第5，6，8章中。第9章講述瞭捲積。第10章介紹瞭帕特森函數。建議讀者在閱讀第11～13章高分辨TEM和動力學理論之前熟悉本書中所涉及的傅裏葉變換。高分辨TEM和動力學理論需要較高的數學水平，它們的基礎是電子波函數的量子力學。
　　教學
　　本書由1／4學年課程“衍射理論及其應用”（MS／APh122）的一組筆記擴展而成，是加州理工學院研究生和高年級大學生的教材，也是弗吉尼亞大學1／2學年研究生課程“透射電子顯微學”（MSE703）和“高等TEM”（MSE706）筆記的擴展。這些課程的大多數學生的專業是材料科學和應用物理，並且他們有一定的元素晶體學和量子力學基礎。
　　講課內容、深度、速度是課程教師嘗試、判斷的結果。為瞭幫助課程內容的選定，本書作者把比較專門的章節標上“*”號。帶有雙劍號的章節需要較高的數學、物理、晶體學知識水平。每一章有幾個或多個習題用來闡明原理。一些習題的內容包含某些現象的解釋（它們放在正文中顯得有些特殊）。習題解是一個在綫手冊，它包含不少深入的背景知識。此手冊隻提供給上課教師，歡迎和作者聯係（抱歉的是不能廣泛提供給熱心的同學）。
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