Low Energy Electron Diffraction pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Academic Press Inc.,U.S.

作者:J.B. Pendry

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1974-08-20

价格:0

装帧:Hardcover

isbn号码:9780125505505

丛书系列:

图书标签:

• 低能电子衍射
• 表面科学
• 材料科学
• 物理学
• 晶体学
• 薄膜
• 固体物理
• LEED
• 表面分析
• 纳米材料

电子衍射的奥秘：从基础到前沿应用的深度探索 图书名称： 电子衍射的奥秘：从基础到前沿应用的深度探索 内容简介： 本书旨在为物理学、材料科学、化学以及相关工程领域的学生、研究人员和工程师提供一个全面、深入且富有启发性的电子衍射技术导论与前沿进展综述。我们专注于阐释电子束与物质相互作用的微观机制，详细剖析不同电子衍射技术背后的物理原理，并系统梳理其在结构表征、表面科学以及纳米材料研究中的广泛应用。 第一部分：电子衍射的物理基础与理论框架 本书的开篇将奠定坚实的理论基础。我们将从德布罗意波的提出出发，深入探讨电子的波动性及其在晶体结构分析中的核心地位。 第一章：电子的波粒二象性与晶体中的衍射现象 本章详述了电子在真空和物质中传播时的波函数性质，并引入了电子的有效质量和散射截面概念。重点阐述了布拉格定律的电子波等效形式，并详细推导了劳厄（Laue）条件在电子衍射中的应用，为后续的实验分析打下理论基础。我们还将讨论电子束的能量对波长和穿透深度的影响。 第二章：晶体结构与倒易点阵 为理解衍射图样，必须掌握晶体学的基本概念。本章详细介绍了晶体的七大晶系、十四种布拉维点阵，以及密堆积结构。核心内容在于倒易点阵（Reciprocal Lattice）的概念构建、点阵矢量与实空间晶格矢量的关系，以及倒易点阵在描述衍射几何条件中的优越性。通过引入Ewald球的概念，直观地解释了衍射峰出现的物理条件。 第三章：电子与物质的相互作用截面 电子衍射的强度信息依赖于电子与原子核和电子云的相互作用。本章深入分析了库仑散射势，对比了弹性散射和非弹性散射的物理图像。我们详细讨论了原子形状因子（Atomic Form Factor）随散射角和能量的变化规律，并引入了德拜-沃尔勒因子（Debye-Waller Factor）来量化晶格振动对衍射强度的影响，特别是在高温或存在无序时的修正。 第二部分：主要电子衍射技术与实验技术 本部分将焦点转向实际操作的电子衍射技术，从宏观到微观，从透射到反射，全面覆盖了现代材料表征的关键手段。 第四章：透射电子显微镜中的衍射（TEM/STEM Diffraction） 透射电子衍射（TED）是研究晶体材料微区结构的最有力工具之一。本章首先介绍了透射电子显微镜（TEM）和扫描透射电子显微镜（STEM）的基本原理，特别是电子束的聚焦与准直能力。详细阐述了明场像、暗场像与衍射图样的联系。重点讲解了电子衍射花样（Selected Area Diffraction, SAD）的采集、标定（晶带轴确定）和解读，包括对晶面指数的精确对应。此外，还引入了菊池线（Kikuchi Lines）的形成机制，及其在晶体取向确定和样品倾斜误差校正中的关键作用。 第五章：低能电子衍射（LEED）与表面结构分析 低能电子（能量通常在20 eV到200 eV）的极短平均自由程使其成为探测材料表面原子排列的理想探针。本章详述了LEED的仪器构成、真空要求（超高真空UHV环境）及其对表面敏感性的物理基础。我们深入剖析了LEED图样的动态效应（即强度随能量变化的效应，I-V曲线分析），并介绍了如何利用这些数据解析表面重建、吸附层结构以及薄膜的二维有序性。 第六章：反射高能电子衍射（RHEED）与原位监测 RHEED技术因其高灵敏度、易于实现原位观测的特点，在薄膜生长领域占据核心地位。本章侧重于RHEED的几何学，如电子束与样品表面的掠射角条件。详细讨论了RHEED振荡现象，并阐明了如何通过分析特定衍射束（如斯托克点）的强度变化，实时精确地监测原子层级的成核、生长模式（如岛状生长、层状生长）和表面粗糙度。 第三部分：衍射数据的定量解析与前沿应用 本部分将理论与实验结果相结合，探讨如何从衍射数据中提取定量信息，并展望电子衍射在新型材料研究中的尖端应用。 第七章：衍射强度的定量分析与结构解析 从定性识别晶体结构到定量确定原子位置，需要更复杂的数学处理。本章介绍了衍射强度的计算模型，包括考虑电子穿透深度的修正。重点讨论了对易散射（Relativistic Correction）和多重散射效应（Multiple Scattering）在LEED和RHEED分析中的重要性。对于非晶或准晶材料，本书也探讨了径向分布函数（PDF）的提取方法。 第八章：电子衍射在纳米材料与二维材料中的应用 现代材料研究的焦点集中在尺寸效应和低维结构。本章专门探讨了电子衍射如何应对这些挑战。在纳米晶体中，由于晶粒尺寸减小，衍射点会扩展成斑点或环，我们讨论了如何解析这种尺寸展宽效应。在二维材料（如石墨烯、过渡金属硫化物）的研究中，电子衍射被用于确定单层或少层材料的晶向关系、层堆叠顺序（如扭转角）以及缺陷密度，特别是利用STEM衍射对微区应力场和晶界进行成像。 第九章：缺陷工程与晶格畸变探测 实际材料中普遍存在缺陷，它们极大地影响材料性能。本章聚焦于电子衍射对晶格缺陷的敏感性。内容涵盖了点缺陷、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界）如何改变衍射图样（如衍射斑的移动、模糊或出现额外的衬度）。详细阐述了如何利用高分辨率TEM（HRTEM）结合选区电子衍射（SAD）精确识别和定位这些缺陷结构。 结论与展望 本书最后总结了电子衍射技术作为无损（或微损）结构表征工具的不可替代性，并对未来发展方向进行了展望，包括高通量数据采集、基于机器学习的自动解析以及集成原位（In-situ）环境下的电子衍射技术发展趋势。 目标读者： 本书内容覆盖了从本科高年级到研究生阶段的理论深度，并包含了最新的研究案例，是凝聚态物理、材料化学、固态物理、表面科学以及电子显微镜技术领域研究人员的理想参考读物。通过本书的学习，读者将能够熟练掌握电子衍射的实验操作、理论分析和前沿应用。

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这本书的封面设计简洁有力，黑色的背景上用着醒目的白色和蓝色的字体，让人一眼就能感受到其专业和严谨的气质。我当初拿到它的时候，心里充满了期待，因为我对这个领域的研究一直抱有浓厚的兴趣。然而，读完之后，我发现它更像是一本高度专业化的教科书，而非我所期望的那种能引导初学者入门的读物。书中深入探讨了电子与固体表面相互作用的各个方面，从理论基础到实验技术的细节，无不体现出作者深厚的学术功底。特别是关于电子散射截面和晶体结构分析的部分，讲解得极为透彻，逻辑链条清晰，让人在阅读时能感受到一种层层递进的智力挑战。不过，对于那些刚刚接触这个领域的读者来说，可能会觉得有些吃力，因为它似乎默认读者已经具备了一定的物理学背景知识，对于一些基础概念的铺垫相对较少，直接切入了高深的数学模型和物理图像。整体而言，这本书的价值在于它为资深研究人员提供了一个扎实的理论参考，但对于广大学生群体来说，可能需要搭配其他更基础的辅助材料才能更好地消化吸收其中的精华。

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这是一部需要耐心去品读的著作。它的语言风格非常正式和精确，几乎没有任何口语化的表达，每一个术语的使用都恰到好处，体现了作者对精确表达的极致追求。我发现自己经常需要停下来，对照着旁边的参考书去理解某个特定的数学符号所代表的物理意义。书中对高能电子与原子核库仑势相互作用的解析，是其亮点之一，它提供了一个非常清晰的框架来理解电子在固体中传播的动力学过程。然而，本书似乎极度聚焦于“硬核”的物理学原理，而相对忽视了近年来快速发展的与计算模拟和机器学习相结合的新方法论。在如今这个强调跨学科交叉的时代，如果能增加一些关于如何利用现代计算资源来模拟和解释衍射现象的内容，这本书的价值和适用范围无疑会更加宽广，更能跟上时代的发展步伐，而不是仅仅停留在对经典理论的完美复述上。

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这本书给我的第一印象是“百科全书式”的详尽。它几乎囊括了该领域所有重要的理论分支，从基础的德拜-沃勒散射到更前沿的非弹性散射理论，都有详尽的论述。我特别注意到作者在引用文献方面做得非常出色，每条关键的结论后面都有详尽的参考文献标注，这极大地增强了其作为参考书的权威性。不过，这种详尽也带来了一个副作用：结构上略显松散，不同主题之间的过渡有时不够平滑，更像是将多个优秀专题论文汇编在一起的合集。在阅读特定章节时，我有时需要不断地回头查阅前面章节中定义的符号和假设，这打断了我的阅读节奏。如果编辑能在章节间的逻辑衔接上进行更精细的打磨，让知识点之间的联系更加紧密自然，这本书的整体可读性将会大大提升，真正成为一本可以从头读到尾的经典著作。

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我是在一个偶然的机会下接触到这本书的，当时正在为一项关于薄膜表征的课题寻找可靠的理论依据。这本书的篇幅不小，拿在手里颇有分量，这暗示了其中包含了大量详实的内容。翻开扉页，我立刻被其中严谨的学术规范所吸引，每一个公式的推导都显得一丝不苟，每一个图表的展示都精准到位。作者在阐述复杂的量子力学概念时，展现出非凡的清晰度，使得那些原本抽象的物理图像变得相对具体和可触及。我尤其欣赏其中对实验数据处理方法的详细介绍，这部分内容极具实践指导意义，让我从中找到了解决实际实验中遇到的难题的线索。尽管如此，我个人感觉这本书的行文风格稍显刻板，缺乏一些能够激发读者好奇心的叙事技巧或历史背景的穿插，使得整个阅读过程更像是一场需要高度专注力的智力马拉松，而不是一次轻松愉快的知识探索之旅。

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作为一名有着多年材料科学背景的工程师，我通常更偏爱那些能够迅速提供实用解决方案的指南。这本书无疑属于前者——它提供的是深层次的、根植于物理学第一原理的理解。初次阅读时，我花了大量时间去理解那些复杂的傅里叶变换和群论在衍射模式解析中的应用。作者在这方面的处理堪称教科书级别，但随之而来的问题是，对于那些更侧重于应用层面的读者，书中的某些章节显得过于冗长和理论化。例如，关于对称性和布洛赫波函数的讨论，虽然在理论上无懈可击，但如果能用更多的实际案例来佐证其对实验结果的预测能力，我想会更具说服力和吸引力。这本书更像是为那些希望构建全新理论模型的学者准备的“工具箱”，而不是一本教授如何使用现有工具来快速解决问题的“操作手册”。它的深度毋庸置疑，但广度上的侧重略显不足。

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