电感耦合等离子体质谱原理和应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:地质出版社

作者:李冰

出品人:

页数:269

译者:

出版时间:2005-9

价格:50.0

装帧:平装

isbn号码:9787116045941

丛书系列:

图书标签:

• ICP-MS
• ICP
• 等离子体质谱
• 电感耦合等离子体
• ICP-MS
• 质谱分析
• 元素分析
• 痕量分析
• 环境监测
• 材料分析
• 食品安全
• 分析化学

现代材料科学中的薄膜沉积技术：从基础理论到前沿应用 图书简介 本书全面深入地探讨了现代材料科学中至关重要的薄膜沉积技术，旨在为科研人员、工程师以及高年级本科生和研究生提供一本既具理论深度又富实践指导价值的参考书。薄膜作为功能材料的核心载体，其质量、结构和性能直接决定了微电子、光电器件、能源存储和生物医学等领域的技术水平。本书从材料科学的宏观视角出发，细致剖析了薄膜形成过程中的物理化学基础，并系统梳理了当前主流和新兴的薄膜沉积方法，最终聚焦于这些技术在尖端产业中的具体应用案例。 第一部分：薄膜基础与沉积物理化学 本部分首先为读者构建了理解薄膜生长的理论框架。内容始于对薄膜材料的分类、结构特点（晶态、非晶态、多晶态）及其宏观性能（光学、电学、力学）之间的内在联系的阐述。随后，我们将深入探讨薄膜生长动力学。这包括表面迁移、成核机制、薄膜生长模式（如岛状生长、层状生长和岛状-层状混合生长）的判据和演化路径。特别地，本书详细分析了气-固界面反应动力学，包括吸附、脱附、表面扩散以及反应速率的控制因素，为后续理解各种沉积方法的机理奠定坚实的物理基础。 我们还专门辟出章节讨论衬底效应。衬底的材料选择、表面能、晶格失配度以及表面清洁度如何影响薄膜的初始成核和最终的微观结构，例如晶粒尺寸、缺陷密度和残余应力。残余应力是影响薄膜器件长期稳定性的关键因素之一，本书将运用弹性力学原理，分析不同沉积条件下应力产生的来源（热应力、生长应力）及其调控策略。 第二部分：主流薄膜沉积技术原理与实践 本部分是全书的核心，系统性地介绍了当前工业界和实验室中最常用的几大类薄膜沉积技术。 2.1 物理气相沉积 (PVD) 族 PVD 技术因其高纯度、优异的厚度控制和对热敏材料的适用性而受到广泛关注。 真空蒸发技术： 涵盖了电阻加热蒸发、电子束蒸发（E-beam Evaporation）的原理和操作。重点分析了源材料的升华特性、真空度对传输过程的影响，以及通过旋转基底和多源控制实现均匀性与组分调控的技术。 溅射技术 (Sputtering)： 这是工业应用最广泛的 PVD 方法之一。本书详细阐述了等离子体产生机制，靶材的溅射产额计算，以及不同的操作模式，如直流 (DC) 溅射、射频 (RF) 溅射和磁控溅射 (Magnetron Sputtering)。特别地，我们深入探讨了反应溅射（Reactive Sputtering）在制备化合物薄膜（如氧化物、氮化物）中的挑战与优化，包括偏压对离子轰击能的调控作用。 2.2 化学气相沉积 (CVD) 族 CVD 技术以其优异的厚度和形貌保形性著称，尤其适用于复杂三维结构。 热化学气相沉积 (Thermal CVD)： 阐述了前驱体在衬底表面的热分解或反应过程，包括质量传输过程（扩散控制与反应控制区域的划分）。 等离子体增强化学气相沉积 (PECVD)： 聚焦于射频或微波等离子体如何降低反应所需的活化能，从而在较低温度下实现高质量薄膜的制备。对等离子体诊断（如电子温度、离子密度）及其对薄膜特性的影响进行了深入分析。 原子层沉积 (ALD)： 本书将其视为一种独特的、基于表面化学饱和反应的沉积方法。详细解释了“自限制”生长的机理，以及通过精确控制两个半反应的脉冲序列实现亚纳米级的厚度和极佳的厚度均匀性，这对于制备高深宽比结构的器件至关重要。 2.3 溶液法与外延生长 虽然传统上与气相技术有所区别，但溶液基方法（如溶胶-凝胶法）因其成本低廉和适用性广而被纳入讨论。此外，我们还简要介绍了分子束外延 (MBE) 等高精度技术，强调其在制备晶格匹配、超晶格结构材料中的不可替代性。 第三部分：薄膜的表征与性能调控 高质量的薄膜制备离不开精确的表征手段。本部分着重介绍如何通过结构、化学和性能表征来反馈指导沉积工艺的优化。 结构表征： 重点介绍X射线衍射（XRD）在确定晶相、晶格常数和结晶度方面的应用；扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）在观察薄膜形貌、截面结构和界面特性中的作用。 化学与成分分析： 包括X射线光电子能谱（XPS）用于表面化学态分析，以及能量色散X射线光谱（EDS）用于元素分布的定性定量分析。 薄膜特性测试： 涵盖了测量薄膜电学性能（霍尔效应、电阻率）、光学性能（椭偏光谱、透过率/反射率）以及机械性能（纳米压痕）的关键方法。 第四部分：薄膜沉积技术的前沿应用 本书最后一部分将理论与实践相结合，展示了先进薄膜技术在当代高科技领域的关键作用。 微电子与半导体工业： 阐述了高介电常数（High-k）栅介质薄膜的ALD/PECVD制备，以及先进逻辑器件中金属栅极薄膜的溅射技术。 新能源技术： 探讨了用于锂离子电池电极材料的氮化物/氧化物薄膜沉积，以及太阳能电池中缓冲层（如CdS）和吸收层（如CIGS）的精确控制沉积。 光学与传感： 介绍了抗反射涂层、增透膜的多层结构设计与精密沉积，以及用于气体和生物传感器的功能化敏感薄膜的制备。 新型功能材料： 关注于拓扑绝缘体、二维材料的生长以及磁性隧道结（MTJ）中的界面工程。 本书力求在理论的严谨性和技术的实用性之间找到完美的平衡点，为读者提供一个全面、深入且与时俱进的薄膜沉积技术知识体系。

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这本书的排版和图表质量简直无可挑剔，作为一本技术专著，阅读体验往往决定了你能坚持到哪一步。我必须说，这本书在这方面做得极其出色。那些复杂的谱图解析和仪器结构示意图，线条清晰，标注明确，即便是多通道并行检测的复杂流程，也能被梳理得井井有条。我特别欣赏它在“应用”章节的处理方式。它没有仅仅罗列一些教科书式的案例，而是深入挖掘了不同行业，比如环境监测、生物医学研究以及材料科学中，ICP-MS是如何解决实际难题的。例如，书中关于痕量元素在复杂生物基质中定量分析的章节，详细分析了不同萃取和消解方法的优缺点，这对于我们日常进行样品前处理工作提供了极大的参考价值。这本书的作者显然是身经百战的实践者，他们分享的不仅仅是“是什么”，更多的是“怎么办”，这种经验性的指导，比纯粹的理论推导要宝贵得多。

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我购买这本书的主要目的是想了解电感耦合等离子体质谱在复杂样品分析中的前沿进展。这本书在这方面确实没有让我失望。它花了相当大的篇幅来探讨在线衍生化技术如何与ICP-MS联用，以解决一些传统方法难以处理的复杂有机物或挥发性无机物的分析难题。比如，书中对流动注射（FIA）和流体聚焦（Focusing）技术在样品导入方面的创新应用进行了深入的剖析，这些内容在许多基础教材中往往是一笔带过的内容。作者的视角非常具有前瞻性，他不仅总结了过去几十年的发展，更在最后几章对未来几年的技术发展趋势做了大胆而合理的预测，比如与人工智能算法结合进行谱图自动解析的可能性。阅读全书，我感受到的不仅是知识的灌输，更是一种被引领着眺望未来分析科学发展方向的激动。这本书是那些渴望站在行业前沿、不断挑战分析极限的科研工作者的必备良伴。

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坦率地说，市面上关于分析仪器的书籍很多，但真正能把“原理”和“应用”完美融合的却凤毛麟角。这本书的宏大叙事结构是其最引人注目的特点之一。它从ICP的基本物理特性出发，逐步过渡到如何通过RF功率和载气流速来优化等离子体的状态，最后再落脚到具体检测器（如Q-ICP-MS或TOF-MS）的选择与性能评估。这种由宏观到微观，再由基础到前沿的推进方式，形成了一个完整的知识闭环。我特别关注了其中关于“干扰校正”的章节，那部分内容非常详尽，不仅涵盖了常见的同量素干扰，还深入讨论了多原子离子和载气效应的动态补偿策略。这对于想要深入优化方法，追求极限检出限的研究人员来说，简直就是一本操作手册加理论宝典的完美结合体。这本书没有回避技术难点，反而直面它们并给出成熟的解决方案，这份坦诚和专业度令人敬佩。

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这本书真是让我大开眼界，虽然我不是专业的分析化学家，但这本书的讲解深入浅出，完全没有那种高高在上的学术腔调。我记得我刚开始接触等离子体质谱的时候，对那些复杂的物理化学过程感到十分头疼，总觉得离我很遥远。可是这本书，它从最基础的原理讲起，就像一位耐心十足的老师，一步步引导你拆解“电感耦合”这个看似玄乎的概念。它没有直接堆砌公式，而是用大量生动的比喻和图示，把高能等离子体的产生和运作过程描绘得栩栩如生。尤其是在讲解基体效应和消除技术那部分，作者的思路非常清晰，那种对实验细节的把握，让我感觉自己仿佛就在实验室里操作着仪器一样。读完后，我对ICP-MS这台“庞然大物”的内在机制有了更深刻的理解，不再仅仅停留在“知道它能测什么”的层面，而是真正理解了“它如何能测”的关键所在。这本书的价值就在于，它成功地架设了一座连接理论与实践的桥梁，让非专业背景的读者也能领略到这门尖端技术的魅力。

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这本书的语言风格有一种老派科学家的沉稳与严谨，但又不失其应有的学术热情。它读起来不像是一本快餐式的技术手册，而更像是一部值得反复研读的经典著作。在探讨先进技术如高分辨率ICP-MS时，作者没有满足于简单的介绍，而是详细分析了不同磁场或飞行时间聚焦方式对分辨率和质量数准确性的影响机制，甚至还对仪器的维护和日常的故障排除给出了独到的见解。我记得有一个细节，书中谈到等离子体炬管的清洗与维护，那种对设备“脾气秉性”的了解，只有常年与仪器为伴的人才能体会到。这种对仪器“人性化”的理解，使得这本书的实用价值远超一般的教科书。它不仅告诉你如何“做实验”，更教你如何“爱护你的工具”，确保数据质量的长期稳定。

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