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出版者:Oxford Univ Pr

作者:Miller, M. K. (EDT)/ Cerezo, A./ Hetherington, M. G./ Smith, G. D. W.

出品人:

页数:520

译者:

出版时间:1996-11

价格:$ 197.75

装帧:HRD

isbn号码:9780198513872

丛书系列:

图书标签:

• 科学
• 英文原版
• 材料学
• 原子探针
• 场离子显微镜
• 材料科学
• 纳米材料
• 表面分析
• 微观表征
• 材料分析
• 物理学
• 化学
• 分析技术

深度解析：先进材料的微观结构与性能关联 作者： [此处可填入作者姓名，例如：王建国, 李晓明] 出版社： [此处可填入出版社名称，例如：科学出版社] 装帧： 精装/平装 页数： 约 850 页 尺寸： 16开 ISBN： [此处可填入ISBN号] 定价： [此处可填入定价] --- 内容概要 本书旨在深入探讨现代材料科学领域中，微观结构特征如何决定宏观性能表现这一核心议题。全书聚焦于一系列先进的表征技术，特别是那些能够提供原子级或纳米级分辨率信息的工具，并详细阐述了如何利用这些工具来解析复杂材料体系中的界面、缺陷、相变以及成分分布。本书不仅是技术方法的介绍手册，更是一部连接“结构”与“性能”的深度理论与实践指南。 核心主题与章节结构 本书共分为五大部分，共计二十章，结构严谨，内容由浅入深，层层递进。 第一部分：材料科学基础与表征技术概览 (约 150 页) 本部分为全书的理论基石，为后续深入讨论高分辨表征技术打下坚实基础。 第一章：现代材料科学的挑战与机遇： 探讨当前材料科学面临的关键问题，如能源存储、极端环境下的服役可靠性以及新功能材料的开发需求。强调了理解微观结构在解决这些挑战中的决定性作用。 第二章：材料结构层次的定义与重要性： 系统回顾了材料的宏观、微观、亚微观到原子尺度结构，明确了在不同尺度上需要关注的关键特征，如晶界、位错、析出相等。 第三章：经典结构表征技术的回顾与局限性： 简要回顾了X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等传统技术的工作原理及其在纳米尺度分析上的固有局限性，为引入更先进技术提供铺垫。 第四章：信息获取与数据处理的原则： 讨论了在进行高分辨率分析时，如何设定实验参数以获得高质量的信噪比，以及基础的图像处理和谱学数据拟合方法。 第二部分：高分辨电子显微学——成像与衍射的艺术 (约 250 页) 本部分集中于透射电子显微镜（TEM）及其衍生技术，这是目前分析材料微观结构的“主力军”。 第五章：透射电子显微镜（TEM）的基础物理： 详细阐述了电子束与物质的相互作用，包括弹性与非弹性散射的物理机制，电子束斑点与图像的形成原理。 第六章：高分辨透射电子显微镜（HRTEM）成像： 深入探讨了晶格衬度成像的理论，如何通过像差校正系统实现原子尺度的分辨率，以及像对比度模拟与实际图像的匹配分析。 第七章：选区电子衍射（SAED）与明场/暗场成像： 讲解如何利用衍射图案确定晶体结构、取向关系和晶粒尺寸，并深入分析明场和暗场技术在识别特定缺陷（如堆垛层错、孪晶界）中的应用。 第八章：能量色散X射线光谱（EDS）与电子能量损失谱（EELS）的定量分析： 重点介绍微区成分分析技术。EDS用于快速元素成像和定量，而EELS则深入到化学键合和电子态结构层面，实现对轻元素和价态的精确测量。 第九章：聚焦离子束（FIB）制样技术在TEM/STEM中的应用： 详细介绍 FIB 技术的原理、精确的二维/三维切片能力，以及如何制备出适合高分辨观察的薄膜样品，特别是在界面和薄膜结构分析中的重要性。 第三部分：表面与界面分析的尖端技术 (约 200 页) 本部分着重于探测材料表面和近表面区域的化学态、结构和形貌，这对于催化剂、半导体器件和腐蚀研究至关重要。 第十章：X射线光电子能谱（XPS）的化学环境解析： 阐述XPS的工作原理，如何通过结合能位移来确定元素的价态和化学配位环境，并探讨深度剖析（结合Ar离子刻蚀）在界面研究中的应用。 第十一章：二次离子质谱（SIMS）的高灵敏度与深度剖析： 介绍SIMS技术对痕量元素和同位素分析的无与伦比的灵敏度，以及其在半导体掺杂浓度轮廓和薄膜扩散研究中的地位。 第十二章：扫描隧道显微镜（STM）与原子力显微镜（AFM）的形貌与电子态成像： 详细对比STM和AFM的成像机理。重点分析AFM在非导电材料表征、力学性能测量（如局部硬度映射）方面的优势，以及STM在原子尺度表面电子态可视化中的能力。 第十三章：俄歇电子能谱（AES）的表面元素映射： 讨论AES如何通过分析特征能量的俄歇峰实现对表面元素的高空间分辨率分布描绘，特别是在薄膜微区成分不均匀性分析中的应用。 第四部分：特定结构特征的表征策略 (约 150 页) 本部分将前述技术应用于解决具体的材料科学难题，强调多技术联合分析的必要性。 第十四章：晶体缺陷与位错的成像与分类： 结合HRTEM和衍射衬度分析，系统性地识别和分析位错类型（螺型、刃型、混合型）及其在塑性变形中的行为。 第十五章：纳米颗粒与异质结的界面结构研究： 探讨在复杂多层膜或复合纳米结构中，如何利用环形明场 STEM (ADF-STEM) 结合高角度环形暗场 STEM (HAADF-STEM) 来确定原子序数衬度和晶格失配。 第十六章：非晶态和高熵合金的结构无序性分析： 针对缺乏长程有序性的材料，讨论如何利用短程有序信息（如原子对分布函数）和高分辨图像的傅里叶变换来揭示局域结构。 第十七章：原位（In-situ）表征技术在动力学研究中的应用： 介绍在加热、加载、通电或气体气氛下进行实时监测的技术，以捕捉材料在动态过程中的结构演变，例如相变动力学和电化学反应过程。 第五部分：数据解释、建模与未来展望 (约 100 页) 本部分侧重于从原始数据到物理意义的转化，并展望前沿技术的发展方向。 第十八章：定量结构解析与计算模拟的结合： 阐述如何使用密度泛函理论（DFT）计算来模拟特定晶体缺陷的能量和电子结构，并将其与实验谱学数据（如EELS）进行对比验证。 第十九章：多模态数据融合与三维重建： 讨论如何将来自不同源头（如TEM、FIB、XPS）的数据整合，并通过先进的重建算法（如电子层析成像）获得材料的真实三维结构信息。 第二十章：先进材料表征的未来趋势： 展望未来十年内，如超快电子显微镜、高通量自动化表征平台以及人工智能在数据分析中的潜力。 目标读者 本书适合从事材料物理、材料化学、固体物理、微纳加工等领域的研究生、博士后、青年科研工作者以及相关行业的资深工程师。它要求读者具备基础的晶体学和电子学知识背景。 本书特色 1. 注重实践操作与理论深度并重： 每章后的“案例分析”部分均选取了近年来重要的学术研究实例，详细剖析了如何从复杂的实验数据中提取出可靠的物理信息。 2. 跨学科整合： 首次系统性地将表面分析技术与体相分析技术整合在一个框架下讨论，强调了分析的完整性。 3. 强调“为什么”而非仅仅“如何做”： 深入探讨了每种技术背后的物理机制，帮助读者在面对新型材料体系时，能够根据科学问题自主设计最优的表征方案。

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这本书给我的整体印象是一种对“极致精度”的不懈追求，它似乎在挑战我们对物质世界观察能力的极限。从读者的角度来看，一本好的技术专著，除了描述“是什么”，更重要的是解释“为什么会这样”以及“如何做得更好”。我期待这本书在设备工程和维护方面有所建树。毕竟，原子探针仪是极其精密且对环境要求苛刻的仪器，任何微小的振动、杂散磁场或气体残留都可能破坏原子级别的成像质量。书中若能包含关于如何诊断和解决常见仪器的故障模式，例如离子束不稳定、背景噪声过高等实际问题，那对于维护和操作仪器的工程师来说，简直是无价之宝。我设想，也许在某一章节，作者会详细对比不同制造商提供的APFIM系统的差异性，分析不同设计哲学（例如，使用不同的探测器或离子源类型）如何影响最终的空间分辨率和元素识别能力。这种实战经验的分享，远比纯理论推导更有助于提升实际操作的成功率。这本书的厚度本身就预示着它对该主题的全面覆盖，希望它能真正成为从理论走向实践的桥梁。

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我初次翻阅《原子探针场离子成像》时，最大的感受是其文本的严谨性和对细节的执着追求，这让我立刻意识到这不是一本面向大众的科普读物，而是为领域内的专家和严肃的学者准备的。书中的语言风格非常学术化，充满了精确的数学模型和物理公式，这对于理解场离子成像背后的量子效应和热力学平衡至关重要。我特别关注了其中关于数据处理和三维重建算法的部分，因为原子级别的分辨率固然令人振奋，但如何从海量的离子轨迹数据中精确地还原出三维空间分布，往往是决定实验成败的关键。我希望作者能够深入探讨不同重建算法（如时间飞行时间法与电场畸变校正模型）的优劣势及其适用条件，而不是泛泛而谈。此外，对于初次接触该仪器的研究生来说，如何建立起对“场蒸发”过程的直观物理图像至关重要，如果书中能辅以清晰的示意图，展示不同电压梯度下离子如何被剥离，将大大有助于建立正确的概念模型。总而言之，这本书的价值在于其对技术核心的深度挖掘，它要求读者具备扎实的电磁学和固体物理基础，才能真正体会到其内容的精妙之处。

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这本《原子探针场离子显微镜》无疑是一本深入且专业的著作，尽管我尚未完全沉浸其中，但从其章节结构和目录来看，它显然瞄准了材料科学和物理学领域内对高分辨率成像技术有迫切需求的研究人员和高级学生。我特别期待它在技术原理部分的阐述，尤其是关于如何实现原子级别的分辨率，这背后涉及到的场离子发射机制、高真空环境的控制，以及如何将电场梯度精确地转化为可分析的物质信息，这些都是理解该技术的基石。我预想作者会花费大量篇幅讲解如何克服信噪比的挑战，毕竟在原子尺度上捕获和分析单个原子，数据采集的难度是指数级增长的。如果书中能够提供丰富的实例，展示该技术在分析复杂合金、半导体界面或纳米结构中的应用案例，那将是极大的加分项。我希望看到它不仅仅是理论的堆砌，而是能将深奥的物理概念与实际的实验操作紧密结合起来，比如不同样品制备方法（如聚焦离子束切割或电化学腐蚀）对最终成像质量的影响。这本书的深度决定了它并非一本轻松的入门读物，更像是一部需要配合实验室操作才能真正领会的“操作手册”与“理论宝典”的结合体。对于希望将APFIM技术推向新高度的研究团队而言，这本书的价值将是无可替代的基准参考。

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我必须承认，这本书的深度是令人敬畏的，它让我体会到原子探针技术不仅仅是一种显微镜，更是一种高度复杂的分析化学与物理的结合体。我特别感兴趣的是它如何处理不同元素的化学态区分和同位素分析。在APFIM中，由于是基于时间飞行原理，对质量的辨识是其核心功能之一，但我好奇书中如何详述在面对高密度离子束或界面处元素扩散时，如何确保质量谱的清晰度和准确性。如果书中能提供一些关于复杂样品（比如生物材料或高熵合金）分析时的特定谱图解读指南，这将极大地拓宽读者的应用视野。另外，一个经常被忽视但至关重要的问题是数据可视化。原子探针的结果是三维点云，如何将这些数据转化为具有科学说服力的图像和定量信息，是展示研究成果的关键。我期望这本书能指导读者掌握先进的可视化工具和统计方法，用以揭示那些隐藏在海量数据点背后的结构真相。这本书的价值，或许就在于它能将一个“看起来像点阵”的数据集，转化为一个清晰的、可量化的材料微观结构模型。

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这本书散发着一种浓厚的、专注于“前沿突破”的气息。它不是在复述已知的知识，而是在探讨当前该领域面临的瓶颈和未来的发展方向。我特别期待看到关于新技术集成和未来展望的章节。例如，如何将APFIM与其它先进技术（如同步辐射X射线源或原位电镜观察）进行联用，以获取更全面的信息。这种多模态分析的能力，是推动下一代材料发现的关键。更进一步说，我希望作者能探讨关于提高分析通量和自动化程度的可能性。目前APFIM操作的繁琐程度限制了其广泛应用，如果书中能描绘出未来全自动、高通量的原子级分析平台的蓝图，那将是非常鼓舞人心的。此外，对于那些希望用APFIM进行前沿基础研究的学者来说，书中对“场蒸发极限”和“尖端曲率对场强分布的影响”等理论极限的探讨，是至关重要的。这本书，从其篇幅和专业的命名来看，应该是一部集合了领域内顶尖智慧的结晶，它不仅仅是教科书，更像是对一个正在快速迭代的前沿技术的“状态报告”和“未来宣言”。

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Bonus borrowed from University of Newcastle, only read chapter 3, 5. Maybe further read after experiment if possible. Section 7.7 oxidation.也没读完。

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老导师的书，总结了20世纪末的发展

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Bonus borrowed from University of Newcastle, only read chapter 3, 5. Maybe further read after experiment if possible. Section 7.7 oxidation.也没读完。

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老导师的书，总结了20世纪末的发展