Slow Positron Beam Techniques for Solids and Surfaces pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:American Inst. of Physics

作者:Weiss, Alex 编

出品人:

页数:640

译者:

出版时间:2000-04-14

价格:USD 135.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9781563962677

丛书系列:

图书标签:

• positron annihilation
• slow positron beam
• surface science
• materials science
• solid state physics
• thin films
• defect analysis
• implantation
• nanomaterials
• vacuum technology

《固体与表面慢正电子束技术：基础与应用新进展》 图书简介 本书深入探讨了慢正电子束技术在固体物理、材料科学以及表面化学等前沿领域中的应用与最新发展。全书结构严谨，内容涵盖了从基本理论到尖端实验技术的广泛知识体系，旨在为研究人员、工程师和高年级学生提供一个全面、深入的学习资源。 第一部分：慢正电子束的基本原理与设备 第一章：正电子与物质的相互作用 本章详细阐述了慢正电子束的产生机制、特性及其与物质相互作用的基本物理过程。内容涵盖了正电子的产生源（如放射性源和加速器源）、束流的形成与整形技术。重点讨论了正电子在固体材料中的慢化过程，包括能量损失机制、载流子俘获（Trapping）以及随后的湮灭辐射（Annihilation Radiation）的理论基础。我们特别分析了正电子在不同材料（金属、半导体、绝缘体）中的平均自由程、散射截面以及热化过程的动力学行为，为后续的实验技术奠定理论基石。 第二章：慢正电子束系统的构建与优化 本章聚焦于慢正电子束设备的工程实现。首先介绍了慢正电子束系统的核心组件，包括正电子源、慢化器（Moderator）、束流传输系统以及聚焦与偏转装置。详细讨论了各种慢化器（如钨丝、氮化镧）的工作原理、效率优化及其对束流质量的影响。束流传输系统部分深入探讨了静电透镜、四极透镜和磁透镜在束流整形、聚焦和传输中的应用，以及如何精确控制束流的能量和角度分布。此外，还讨论了高真空环境对系统性能的关键作用及相应的真空技术要求。 第二部分：核心测量技术与表征方法 第三章：正电子谱学基础：阳电子束控谱（Positron Beam Analysis, PBA） 本章是全书的技术核心之一。我们详细介绍了基于正电子束的多种谱学技术，特别是正电子束控谱（PBA）技术，它是理解材料中缺陷、空位和间隙的重要手段。 正电子湮灭谱学（Positron Annihilation Spectroscopy, PAS）： 深入分析了长寿命成分寿命谱（Lifetime Spectroscopy）和多普勒展宽谱（Doppler Broadening Spectroscopy, DBS）的物理意义。重点阐述了如何利用谱线形状分析来识别和定量分析材料中的空位缺陷（如单空位、双空位及其聚集体）。 高分辨率多普勒展宽谱： 探讨了如何通过高分辨率探测器提高谱线分析的精度，从而更细致地分辨不同类型的缺陷核周围的电子态密度。 第四章：正电子减速湮灭谱学（Positron Annihilation Induced Momentum Spectroscopy, PAIMS） 本章专注于研究电子动量分布的先进技术。PAIMS技术允许研究人员直接探测正电子湮灭时释放的伽马射线的动量分布，从而获取关于材料电子结构的敏感信息。内容涵盖了PAIMS实验装置的设置、数据采集流程、反康普顿效应的校正以及如何从动量分布中提取费米面信息和电子态密度信息。特别强调了PAIMS在研究超导材料、低维结构以及复杂氧化物中电子行为上的独特优势。 第五章：表面敏感技术：正电子诱导的电子发射谱学 本章聚焦于正电子与材料表面的相互作用及其引发的各种电子发射现象，这些现象为表面电子结构分析提供了独特的窗口。 正电子诱导的二次电子发射（Positron-Induced Secondary Electron Emission, PISEE）： 详细介绍了慢正电子轰击表面如何激发二次电子，以及如何利用这些电子的能量和角度分布来探测表层电子态和界面过程。 正电子诱导的阳电子发射（Positronium-Induced Positron Emission, PIPE）： 探讨了正电子在表面俘获形成正电子素（Positronium, Ps）的过程，以及Ps在脱附或湮灭时释放的电子信号。这对于研究表面吸附层和界面化学至关重要。 第三部分：前沿应用与材料表征 第六章：半导体材料中的缺陷工程 本章是慢正电子束技术在微电子领域应用的集中体现。深入研究了半导体生长、掺杂和离子注入过程中产生的各种点缺陷、位错环、空位簇和间隙原子。通过结合不同能量的慢正电子束，可以实现对缺陷垂直分布的剖析（Depth Profiling）。讨论了这些缺陷对半导体器件性能（如载流子寿命、迁移率）的影响，以及如何利用正电子技术指导缺陷钝化和材料优化。 第七章：新型功能材料的探究 本章涵盖了慢正电子束技术在探索新兴和功能性材料方面的最新应用。 纳米材料与量子点： 分析了纳米尺度材料中由于表面效应和尺寸限制导致的特殊空位和结构缺陷，以及正电子束如何揭示纳米晶体界面处的结构畸变。 氧化物与界面物理： 重点讨论了复杂氧化物（如铁电体、钙钛矿）中氧空位和阳离子空位对材料电学和磁学性质的影响。通过PAS和DBS技术，精确识别了这些缺陷的化学环境和几何构型。 聚合物与生物材料： 探讨了正电子素（Ps）在聚合物自由体积测量中的应用。Ps对微小空腔的敏感性使其成为表征聚合物玻璃化转变温度、交联密度和吸附过程的有力工具。 第八章：未来展望与技术集成 本章对慢正电子束技术未来的发展方向进行了展望。讨论了高通量、自动化数据采集系统的发展趋势，以及将正电子谱学与其他表面分析技术（如X射线光电子能谱 XPS、透射电子显微镜 TEM）集成以实现多尺度、多物理量协同表征的可能性。同时，也展望了未来更强、更高品质的慢正电子束源的研发前景。 本书内容详实，图文并茂，对每种技术的理论推导和实验数据解析均进行了详尽的阐述，是掌握和应用慢正电子束技术研究固体与表面科学的权威参考书。

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这本书的书名，“Slow Positron Beam Techniques for Solids and Surfaces”，听起来非常高深，但又带着一种令人着迷的科学探索精神。我对于“正电子束”这个概念本身就充满了敬畏，因为它涉及到反物质，这是一个在科幻作品中常常出现的元素，现在却被应用于实际的科学研究。更何况是“慢”正电子束，这又为这项技术增添了一层精细和控制的维度。我能想象到，这项技术一定能够深入到固体材料的内部，甚至到达那些难以触及的表面，揭示其最隐秘的结构和性质。我特别想知道，这项技术是如何实现的？是如何产生和加速正电子，并使其能量降低到“慢”的程度？这本书会不会详细介绍相关的实验装置和操作流程？我猜想，这本书会包含大量的物理原理和数学公式，用来解释正电子与物质相互作用的机制，以及如何从探测到的信号中提取有用的信息。如果它能通过图表和示意图来可视化这些复杂的概念，那我这样的非专业读者也能更容易理解。我也会对这本书在不同领域的应用产生浓厚的兴趣，比如在半导体工业中，如何利用这项技术来检测芯片中的微小缺陷，从而提高产品质量？在材料科学领域，如何利用它来开发新型高性能材料？

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我对这本书的标题“Slow Positron Beam Techniques for Solids and Surfaces”充满了好奇，虽然我并不是这个领域的专业研究者，但“慢正电子束”这个词汇本身就带着一种精妙和独特的意味。它暗示了一种不同寻常的物质探测方式，区别于我们日常接触到的X射线或者电子显微镜。我设想，这种技术或许能够以一种近乎“温柔”的方式与物质相互作用，从而避免对样品造成损伤，尤其是在研究那些极其脆弱或者对能量敏感的材料时，这种“慢”的特性就显得尤为宝贵。我猜这本书会深入探讨如何产生、控制和聚焦这样一束“慢”正电子，以及它们在与固体材料碰撞后会发生怎样的物理过程。我尤其感兴趣的是，如何通过分析正电子湮灭时产生的信号，例如伽马射线的角分布、能量谱，甚至是符合计数，来获得关于材料内部结构、缺陷类型、电子态密度等信息。如果这本书能够提供一些清晰的理论模型和数学推导，帮助我理解这些信号背后所蕴含的物理意义，那就太棒了。此外，我也希望能了解这项技术在表面科学研究中的具体应用，比如如何探测单原子层厚的薄膜缺陷，或者分析吸附分子的相互作用。

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这本书的标题“Slow Positron Beam Techniques for Solids and Surfaces”吸引了我，让我立刻联想到它可能是一本关于如何使用一种非常精密的科学工具来探索物质微观世界的指南。我一直对那些能够“看穿”物质内部的技术非常着迷，而“正电子束”这个词汇本身就带着一种神秘和高科技感。“慢”这个形容词则进一步凸显了这项技术的细腻和精准，暗示着它能够以一种温和的方式与样品进行交互，或许可以避免对脆弱的材料造成损伤。我猜测，这本书会详细介绍正电子束的产生原理，包括如何生成正电子，如何将其加速到特定的能量范围，以及如何形成一束可控的束流。更重要的是，我非常期待了解这项技术是如何应用于研究固体材料的，例如如何通过分析正电子湮灭的信号来探测材料内部的缺陷，如空位、原子团簇，甚至是位错，并了解这些缺陷的性质和分布。同时，“表面”这个词汇也让我联想到，这本书可能还会探讨如何利用慢正电子束来研究材料表面的性质，比如表面缺陷、吸附物种的分布以及表面化学反应的动力学。这本书是否会包含一些图示，清晰地展示正电子束与物质相互作用的过程，以及如何从探测到的数据中解读出有用的信息，这对我来说非常重要。

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这本书的名字听起来就很有意思，“慢正电子束技术在固体与表面研究中的应用”。我一直对材料科学的各种探测手段很好奇，正电子束这个概念对我来说相当新颖，听起来像是某种高科技的“透视眼”，能够深入到物质的内部去揭示隐藏的秘密。我脑海中勾勒出一幅画面：一束温和的正电子流，如同探险家手中的探测器，轻轻触碰固体材料或其表面的原子，然后通过分析它们湮灭时产生的伽马射线的能量和方向，就能“听”到材料内部的声音，了解它的缺陷、晶格结构，甚至原子间的相互作用。想想看，如果我能通过这本书了解如何精确控制正电子的能量，让它们在材料的不同深度“停留”，那该多酷啊！我特别期待能够学到如何将这项技术应用于探测半导体材料中的空位缺陷，或者分析金属表面的氧化层形成过程。这本书会不会提供一些真实的案例研究，展示这项技术在解决实际工业问题上的强大威力？比如，在航空航天领域，材料的微小裂纹可能导致灾难性的后果，如果慢正电子束技术能够早期预警，那它的价值就不可估量了。我猜这本书一定包含了大量的实验细节和数据分析方法，虽然我不是一个专业的实验者，但我相信通过清晰的阐述，我能对其原理和应用有一个初步的认识，甚至能激发我未来深入学习的兴趣。

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“Slow Positron Beam Techniques for Solids and Surfaces”这个书名，光是念出来就有一种严谨而科学的氛围。它点出了这项技术的核心——利用“慢”正电子束来研究“固体”和“表面”。我脑海中浮现出一个画面：研究人员小心翼翼地操控着一束极具能量又异常温和的正电子，让它们精确地“探测”物质的微观世界。我设想，这本书的核心内容将围绕着如何产生、操控以及应用这种特殊的正电子束。我很好奇“慢”是如何界定的，以及为什么“慢”正电子束在某些应用中比快正电子束更有优势。这本书会不会深入剖析正电子与固体原子核、电子以及缺陷之间的相互作用过程，例如湮灭、康普顿散射等，以及这些过程产生的信号（如伽马射线、低能电子等）是如何被探测和分析的。我特别关注那些关于如何从探测到的数据中反演出材料微观结构信息的具体方法和算法，比如如何识别和量化材料中的空位、间隙原子、位错等缺陷，以及如何分析材料的电子能带结构。如果书中能包含一些具体的实验范例，展示这项技术如何被用于解决特定科学问题，例如分析新材料的结构稳定性，或者研究催化剂表面的反应机制，那就更具启发性了。

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