单相多铁六方锰氧化物的电子显微学研究 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:清华大学出版社

作者:程少博

出品人:

页数:121

译者:

出版时间:2019-3

价格:69.00元

装帧:精装

isbn号码:9787302513209

丛书系列:清华大学优秀博士学位论文丛书

图书标签:

• 清华大学
• 材料科学
• 学术专著
• 单相
• 多铁
• 六方
• 锰氧化物
• 电子显微学
• 材料科学
• 纳米结构
• 磁性
• 相变
• 表征

材料科学前沿探索：新型功能材料的结构与性能研究 图书简介 本书聚焦于当前凝聚态物理与材料科学领域中最具活力和前瞻性的研究方向之一：新型功能晶体材料的微观结构、电子态调控及其宏观性能的关联性研究。全书系统性地梳理了从第一性原理计算到先进实验表征的全链条研究方法，深入探讨了多种尖端材料体系的设计理念、合成挑战与性能优化路径。 第一部分：高性能无机功能材料的设计与合成 本部分致力于阐述设计和制备具有特定物理化学性质的复杂无机化合物的基本原理和实用技术。 第一章：晶体化学与结构缺陷的控制 本章首先回顾了晶体结构对称性、晶格失配以及相稳定性理论。重点讨论了如何通过精细调控化学计量比、生长温度和气氛压力，有效控制材料生长过程中的点缺陷（如氧空位、阳离子置换）和线缺陷（如位错、孪晶界）。这些缺陷是调控材料电学、磁学和催化性能的关键微观要素。内容涵盖了固态反应法、水热合成法和溶胶-凝胶法在复杂氧化物体系中的应用与局限性。 第二章：薄膜生长动力学与界面工程 在现代电子器件中，材料的性能往往由其界面特性决定。本章深入分析了脉冲激光沉积（PLD）、分子束外延（MBE）等物理气相沉积技术中，原子尺度的成核、岛屿生长与二维平整生长的动力学过程。详细阐述了异质外延中应力积累、弛豫机制以及通过引入缓冲层或超晶格结构实现界面缺陷钝化和应力释放的策略。讨论了界面电子态的重构如何影响隧穿效应和电荷转移，为设计新型界面电子器件提供了理论基础。 第三章：先进合成技术中的热力学与动力学耦合 本章超越了单纯的合成操作，着重于从热力学角度理解相变的驱动力，并结合反应动力学来指导合成路线的选择。探讨了在非平衡态下，通过快速退火或瞬时加热技术诱导材料发生结构相变或形成亚稳态晶相的可行性。特别关注了高熵陶瓷和复合氧化物体系中，组元混合焓和构型熵对最终稳定相的决定作用。 第二部分：微观结构表征与物理解析 本部分详细介绍了用于解析材料微观结构、化学组态和电子结构的先进表征技术，并结合实例展示了如何将表征数据转化为物理解释。 第四章：高分辨电子显微学在晶格缺陷分析中的应用 本章是关于透射电子显微镜（TEM）和扫描透射电子显微镜（STEM）在材料表征中的核心应用。深入讲解了高分辨TEM（HRTEM）对晶格条纹、晶界结构的成像原理，以及如何利用傅里叶变换技术确定晶面指数和缺陷类型。详细阐述了STEM技术中环形暗场（ADF）和高角度环形暗场（HAADF）衬度成像机制，解释了如何利用原子序数依赖性衬度分析不同原子在晶格中的精确位置。 第五章：谱学技术揭示化学态与电子结构 本章侧重于分析材料的化学组成、氧化态和局部电子结构。系统介绍了X射线光电子能谱（XPS）在确定元素价态和表面污染分析中的应用，以及如何通过峰位分裂和半峰宽的变化来推断化学环境。深入讨论了X射线吸收近边结构（XANES）和扩展边吸收精细结构（EXAFS）如何提供关于原子邻近环境（配位数、键长）的定量信息，这对于区分不同价态离子在晶格中的占据位置至关重要。 第六章：同步辐射光源驱动下的原位/非原位结构探测 本章探讨了利用高亮度同步辐射光源进行结构探测的优势。详细介绍了同步辐射粉末衍射（XRD）在监测高温、高压或原位反应过程中晶体结构演变的能力。阐述了中子衍射（ND）在分辨轻元素（如氢、锂）和区分具有相似原子序数元素（如铁、镍）方面不可替代的作用，并结合朗之万动力学模拟，展示如何通过结构弛豫来理解材料的动态过程。 第三部分：电学与磁学性质的构效关系 本部分将结构信息与宏观功能直接联系起来，探讨了电荷传输机制、磁耦合相互作用以及电-磁-力学多场耦合现象。 第七章：电荷输运机制的能带理论与局域模型 本章阐述了从第一性原理计算获得的电子结构如何影响材料的导电性。区分了德鲁德模型、波尔兹曼输运方程在理解金属和半导体导电性中的适用范围。针对绝缘体和强关联体系，重点讨论了极化激元、极化子效应以及跳跃导电机制（如Mott-Hubbard绝缘体）。分析了晶格振动（声子）对电荷迁移率的散射影响。 第八章：磁有序与磁相互作用的理论模型 本章聚焦于磁性材料中的交换作用、磁各向异性以及自旋结构。系统介绍了海森堡模型、居里-魏斯理论，并深入探讨了对材料设计至关重要的Dzyaloshinskii-Moriya（DM）相互作用，它是产生斯格明子等拓扑磁结构的基础。通过对磁畴壁运动和反铁磁材料中交换偏置效应的分析，揭示了宏观磁性如何被晶格畸变和缺陷所调控。 第九章：多铁性与电磁耦合现象的探究 本章作为高阶功能材料研究的代表，深入探讨了同时具备铁电性、铁磁性（或反铁磁性）以及弹性耦合特性的多铁材料。重点分析了应变诱导的电场-磁场耦合（磁致伸缩与电致伸缩效应的交叉耦合）。通过对位错与电偶极矩的相互作用、以及磁有序对铁电畴壁移动的钉扎效应的详细论述，为设计新型传感器和存储器件提供了深刻的物理洞察。 本书旨在为从事材料合成、结构表征及功能物理解释的研究人员和高级学生提供一本全面、深入且具有高度实践指导意义的参考著作。它强调的是，材料的宏观特性绝非孤立存在，而是原子尺度上精确结构排列和电子态调控的必然结果。

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这本书的装帧和纸张质量非常精良，这在当前的学术出版物中已经算是难得了。厚实的纸张能很好地承载复杂的彩色插图和高分辨率的微观图像，阅读体验非常舒适，即便长时间翻阅也不会感到眼睛疲劳。这种对物理载体的重视，也侧面反映了出版方和作者对内容质量的信心和投入。此外，书中的参考文献列表似乎异常全面，这对于进行文献回溯和拓展研究视野至关重要。能够构建起一个如此详尽的知识网络，说明作者在写作过程中投入了巨大的心力去梳理和整合全球范围内的相关研究成果。对于那些需要撰写综述、寻找研究空白点的人来说，这本书自带的参考体系本身就价值连城，是节省大量时间的高效工具。

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这本书的行文风格，初读之下，给我一种沉静而内敛的感觉，充满了欧洲传统科学著作的严谨范式。语言精确、用词考究，几乎找不到任何可以被解读为模糊或夸大的描述。这使得阅读过程虽然需要较高的专注度，但一旦理解了某个概念，其清晰度和确定性是无可替代的。我特别欣赏作者在引用文献和回顾前人工作时所表现出的谦逊与公正，这种对知识体系的尊重，是优秀科学著作的基石。它不像一些流行的科普读物那样追求戏剧化的叙事，而是选择了一条更为坚实、但回报更为丰厚的学术路径。这本书更像是指导你如何“建房子”的蓝图，而不是已经装饰好的“样板间”。因此，我强烈推荐给那些希望建立起牢固、扎实理论框架，并且注重学术规范的学者们。

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我花了点时间浏览了书中的图表和数据呈现部分，不得不说，作者在数据可视化和逻辑构建上做得非常出色。图表的清晰度和信息密度达到了极高的水准，即便是那些涉及复杂晶体结构投影和能带计算的复杂示意图，也处理得井井有条，便于读者快速抓住核心信息。更值得称赞的是，作者似乎并没有停留在简单的“展示结果”层面，而是巧妙地将实验观测到的现象与背后的物理机制进行了无缝衔接。这种深度解析的能力，使得这本书不仅仅是一本实验记录的汇编，更是一部启发性的思想录。例如，在讨论某一特定结构相变时，作者似乎引用了多方位的佐证数据，构建了一个非常具有说服力的论证链条，让人在阅读时会忍不住停下来思考自己的研究方向是否也能从中获得新的启发。对于资深研究人员来说，这种体系化的思考方式比任何单一的数据点都更有价值。

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坦白说，这本书的专业深度和广度，让初涉该领域的学生可能会感到一定的挑战性。它似乎默认读者已经对晶体学基础、量子力学基础以及基本的材料表征技术有了一定的了解。从这个角度看，它更像是一部面向“进阶”研究者的进阶指南，而非入门教程。不过，这恰恰是它的价值所在——它不浪费篇幅去解释基础概念，而是直接深入到那些鲜有人能触及的交叉领域和最新进展。我注意到书中似乎探讨了环境因素对材料性能的微妙影响，这种对“非理想状态”的关注，体现了作者对真实世界复杂性的深刻洞察。能够将理想模型与复杂现实世界中的缺陷和环境耦合起来进行分析，是区分优秀研究和普通研究的关键。这本书似乎在这方面提供了非常精妙的视角。

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这本书的封面设计和装帧给人的第一印象非常专业，沉稳的深蓝色调配上精致的金属质感字体，让人立刻感受到这是一部严肃的学术著作。虽然我还没能完全深入细读，但从目录结构来看，作者显然对这门领域有着极其深入的理解和清晰的规划。特别是对实验技术细节的描述，似乎非常详尽，这对于那些希望将理论知识与实际操作紧密结合的研究生和青年学者来说，无疑是极大的福音。我注意到其中关于样品制备和表征方法的章节篇幅颇大，这通常意味着书中包含了许多不轻易对外公开的“经验之谈”，是同行交流中非常宝贵的财富。整体上，这本书散发着一种严谨、扎实的学术气息，绝对不是那种浮于表面的综述性读物，而是致力于提供深入、可复现的研究方法的工具书。那些对材料科学前沿，尤其是复杂氧化物结构解析感兴趣的人，这本书无疑会成为案头常备的参考资料。

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