扫描近场光学显微镜与纳米光学测量 pdf epub mobi txt 电子书下载 2025

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王佳，武晓宇，孙琳著

图书标签:

扫描近场光学显微镜
纳米光学
光学测量
纳米技术
表面等离子体
光子学
显微镜技术
材料科学
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出版社：科学出版社

ISBN：9787030487995

版次：1

商品编码：12005376

包装：平装

开本：16

出版时间：2016-08-01

用纸：胶版纸

具体描述

内容简介

扫描近场光学显微镜能够突破光学衍射极限实现超分辨成像，因此成为纳米光学测量中较重要的工具之一。本书首先对近场光学的基本概念和探测原理进行了概述，然后对近场光学显微镜的分类、工作原理、功能模块、关键技术、性能指标等进行了阐述。纳米光学测量在纳米光子学和等离激元光学研究中有诸多重要的应用，包括近场光学超分辨成像、纳米尺度光场振幅、相位、矢量场、磁场、偏振、光谱等物理参数的测量表征。本书还介绍了纳米光学测量的新原理和新方法，并针对纳米子光学、等离激元光学研究中的实验测量问题引用了国内外大量较新研究成果和实例，阐述了应用前景。

本书可供物理、光学等相关专业的高年级大学生和研究生阅读，也可作为从事近场光学、纳米光子学、等离激元光学等领域研究的科技人员的参考书。

作者简介

王佳，清华大学精密仪器系教授。研究领域包括：纳米光学与近场光学理论与数值仿真、扫描近场光学显微镜（SNOM）原理及系统、SNOM在单分子探测（SMD）及生命科学中的应用、近场光学高密度数据存储、近场光谱学和近场拉曼光谱仪器系统、激光光钳与近场光钳原理与系统、近场光学纳米微粒操作、近场光学虚拟光探针、纳米尺度光学特征的探测与表征、基于纳米结构等离子增强的纳米光学材料与器件、纳米技术与纳米计量学、扫描探针显微术，生物医学光学等。

前言/序言

前言

1959年美国物理学家Richard P. Feynman曾发表了著名的演说“在底层还有许多空间(There is plenty of room at the bottom)”，被誉为“纳米科学的开山之作”。Feynman在演讲中指出，如果人们将一微米的长度分割成纳米的片断，即十亿分之一米。人们能够想象有多少片断和多少空间是能够进行操作的？经典光学和量子光学能够解释从宇宙到光子的物理现象，但是处于纳米尺度（国际上定义为1～100nm），即介观尺度却是空白。近场光学和纳米光学的发展正好填补了这个空白。当光与物质的相互作用进入纳米尺度时，产生了许多人们意想不到的奇异现象。后来科学的发展充分证明了费曼的论断是多么富于科学的洞察力。它不仅引起了科学家极大的兴趣和关注，而且引发了人们对纳米科学技术发展前景的希望和憧憬。

人们总想看清楚更小更细微的物体，光学显微镜是最好的工具。但是当进入纳米领域，由于受到衍射极限的限制，传统光学显微镜难以胜任。长期以来，突破光学衍射极限是科学家面对的挑战，实现超光学分辨成像是科学家的梦想。近场光学方法的出现和发展不仅突破了光学衍射极限，而且实现了超衍射分辨率的光学成像，更为科学家们揭示纳米尺度上认识光与物质的相互作用提供了一个全新的技术。

近场光学(near-field optics)是相对传统光学，远场光学(far-field optics)而言的。纳米光学(nano-optics)则是研究纳米尺度光的物理现象。纳米光子学(nano-photonics)更多强调与纳米光子学器件有关。近场光学和纳米光学研究在纳米尺度下被约束在物体表面波长距离内的光学现象及纳米尺度下光与物质的相互作用，是新型交叉学科。研究对象包括隐失光场、局域光场，基于隐失场的探测实现超衍射极限分辨光学成像等。进而发展探测、表征、操作纳米光场的方法和技术。

好的，下面为您提供一份符合您要求的图书简介。 --- 《亚原子尺度成像：新型电子显微技术与材料表征前沿》内容简介本书深入探讨了当代凝聚态物理、材料科学以及生命科学交叉领域中，用于探究物质微观结构与动态过程的尖端成像技术。重点聚焦于超越传统光学衍射极限的、具备原子级甚至亚原子级空间分辨率的显微方法。全书内容涵盖了从基础物理原理到复杂仪器构建，再到前沿应用实例的全面梳理。第一部分：超高分辨率成像的物理基础与技术革新本部分首先回顾了经典光学衍射极限的物理制约，并系统阐述了打破这一限制的几种核心策略。重点阐述了基于电子束和扫描探针技术的物理基础。第一章：电子束成像的量子力学基础与像差校正本章详细解析了电子在强电场和磁场中传播时的波函数演化，以及电子与样品相互作用的散射理论，包括弹性、非弹性散射截面计算。随后，重点讨论了现代透射电子显微镜（TEM）中球差（Spherical Aberration）和色差（Chromatic Aberration）的产生机理，并详尽介绍了如何利用六极、八极等高阶电磁透镜对这些像差进行精确校正（Aberration Correction）。本章旨在为读者理解如何实现亚埃（Ångström）级分辨率的成像提供坚实的理论框架。第二章：扫描隧道显微镜（STM）的隧道效应与态密度映射本章深入分析了扫描隧道显微镜（STM）的工作原理，重点解析了范宁（Fowler-Nordheim）势垒下的量子隧道效应。内容涵盖了隧道电流对扫描探针尖端曲率和表面电子态密度的极度敏感性。读者将学习到如何通过控制偏压（Bias Voltage）和针尖-样品距离，实现对材料局部电子态密度（LDOS）的直接映射，进而揭示表面原子的电子结构特征。第三章：原子级力的精确测量与成像：原子力显微镜（AFM）本章聚焦于原子力显微镜（AFM）的原理及其在不同工作模式下的应用。详细阐述了接触模式、轻敲模式（Tapping Mode）和非接触模式下探针与样品间作用力的精确测量方法，包括范德华力、静电力和磁力。特别关注了高频振荡器技术在减小探针拖曳效应和提高信噪比方面的进展，以及液体环境中生物分子成像的挑战与对策。第二部分：新型电子显微技术：透射电子显微镜的演进本部分着重于现代高通量、多功能透射电子显微镜（TEM/STEM）系统在材料科学中的应用。第四章：球差校正透射电子显微镜（Cs-Corrected TEM）的操作与数据采集本章提供了关于如何操作和优化球差校正TEM系统的实用指南。内容包括：高质量电子源（如冷场发射枪）的选择、电子束标定流程、以及在不同加速电压下实现原子分辨成像的最佳参数设置。重点讲解了如何利用高角度环形暗场（HAADF）检测器获取Z衬度图像，以及如何通过同步采集高分辨率明场（HRTEM）图像和衍射图样，进行晶体结构分析。第五章：扫描透射电子显微镜（STEM）的成像模式与谱学分析本章系统介绍了扫描透射电子显微镜（STEM）的成像原理，特别是其对晶体取向变化的高度敏感性。详细对比了环形暗场（ADF）和明场（BF）信号的成像特点。更重要的是，本章深入探讨了与STEM联用的电子能量损失谱（EELS）和能量分散X射线谱（EDS）。EELS部分侧重于利用边缘结构分析元素价态和电子能带结构，而EDS则侧重于元素成分的二维和三维重建，包括对低浓度杂质和界面化学态的精确识别。第六章：原位（In-Situ）电子显微技术：动态过程的实时捕捉本章介绍了前沿的动态原位实验技术，旨在观察材料在真实工作条件下的演化。内容包括：加热台、原位电化学/电池池组件、以及微机电系统（MEMS）拉伸和加热台的设计与应用。重点分析了如何通过高速视频采集和同步STEM扫描，实时追踪相变、晶格缺陷迁移以及催化剂的表面反应过程，并讨论了数据处理中去运动模糊和增强对比度的技术。第三部分：纳米结构表征与功能化研究本部分将前述的成像技术应用于前沿材料体系的表征与理解。第七章：二维材料的晶格缺陷与界面结构研究二维材料（如石墨烯、过渡金属硫化物）因其独特的电子和机械性能而备受关注。本章运用高分辨率STEM和AFM，详细分析了单层和多层材料中的晶格缺陷，包括空位、位错、堆垛层错以及晶界结构。特别关注了异质结界面处的化学键合与应力分布，这些因素直接决定了器件的性能。第八章：纳米颗粒与催化剂的表面活性位点成像针对纳米催化剂的研究，本章讨论了如何结合STEM的高空间分辨能力和EELS的化学敏感性，定位和表征单个活性纳米颗粒的表面结构。内容包括：贵金属催化剂在反应环境下的尺寸稳定性研究、氧化物载体与活性相之间的相互作用界面分析，以及如何通过高能电子束诱导的表面重构现象来理解催化剂的失活机制。第九章：生物结构与软物质的冷冻电镜与原子力应用本章将技术视野拓展至生物物理领域。重点介绍冷冻透射电子显微镜（Cryo-TEM）的基本流程，特别是样品制备（快速冷冻、玻璃化）的关键技术，以及单颗粒重建算法在解析复杂蛋白质结构中的应用。同时，探讨了AFM在活细胞或膜蛋白成像中的优势，尤其是在测量生物分子力学性能（如弹性模量）方面的独特价值。总结与展望本书最后展望了下一代成像技术的发展方向，包括基于阿秒脉冲电子束的超快动力学研究、机器学习在海量图像数据处理中的应用，以及如何将先进的无损成像技术与同步辐射光源相结合，以期在更接近真实环境的条件下，揭示物质世界的深层规律。本书旨在为高年级本科生、研究生以及从事材料科学、物理学和纳米技术研究的专业人员提供一本全面、深入的参考读物。 ---

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就足够吸引眼球了，那种深邃的蓝色背景，搭配上光影交错的图案，瞬间就营造出一种科技感和神秘感。我一直对光学领域充满好奇，尤其是在纳米尺度下观察事物，总觉得像是打开了一个全新的世界。虽然我不是这方面的专业人士，但从书名来看，它似乎涵盖了非常前沿的光学显微技术，尤其是“扫描近场光学显微镜”这个词组，听起来就很高大上，感觉能看到很多肉眼无法企及的细节。而且“纳米光学测量”更是让我对接下来的内容充满了期待，我想这本书一定能够帮助我理解那些我们肉眼无法捕捉的微观世界是怎样被“看见”和“测量”的。我猜这本书的语言风格可能比较学术化，但如果是为了探索未知的科学领域，付出一点阅读上的努力也是值得的。我对书中关于成像原理、分辨率的极限以及各种创新技术的介绍都充满了好奇，希望能借此机会，更深入地了解光学在科学研究中的强大力量，特别是它在材料科学、生物医学等前沿领域可能扮演的角色。

评分☆☆☆☆☆

当我看到这本书的书名时，脑海中立刻联想到了一系列令人惊叹的科学突破。 “扫描近场光学显微镜”这几个字，立刻勾起了我对超高分辨率成像技术的兴趣。我知道，传统的显微镜在分辨率上存在着衍射极限的瓶颈，而近场光学显微镜的出现，无疑是打破这一限制的关键。我猜这本书会深入探讨其成像原理，也许会介绍不同类型的近场光学显微镜，比如SNOM（扫描近场光学显微镜）或者STM（扫描隧道显微镜）与光学技术的结合。而“纳米光学测量”则更是让我看到了其广阔的应用前景。我想，书中一定会有关于如何利用这些显微镜进行纳米尺度的光学参数测量，例如折射率、吸收系数、荧光强度等，并且会详细介绍这些测量结果如何帮助我们理解纳米材料的物理和化学性质。我对书中可能涉及的实际案例非常感兴趣，比如在纳米电子学、光子学、甚至生物传感领域，这些技术是如何被应用的，又是如何推动了相关学科的发展。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名，就像一张引人入胜的科学地图，指引着我去探索那片肉眼无法触及的领域。“扫描近场光学显微镜”——光听名字，就有一种精密、先进的感觉，我立刻联想到的是那些能够“看穿”事物本质的尖端科技。我猜测这本书会深入浅出地介绍这种显微镜的工作原理，也许会涵盖其历史发展、关键技术突破，以及不同类型显微镜的特点和优势。而“纳米光学测量”则将视野进一步聚焦在更小的尺度上，它暗示着本书不仅仅是关于成像，更是关于如何在这种微观尺度下进行精确的测量和分析。我期待书中能够详细阐述如何利用光学手段来量化纳米材料的特性，比如其光学响应、电子结构，甚至是生物分子间的相互作用。我相信，这本书会为我打开一扇理解现代科技前沿的窗口，让我更深刻地认识到光学测量在推动科学研究和技术进步中的重要作用。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，简直是为我这种对光学测量“门外汉”打开了一扇窗。我一直觉得，我们平常看到的很多东西，其背后都隐藏着更为复杂的微观结构，而这本书的名字恰好触及了这一核心。 “扫描近场光学显微镜”——这个名字本身就带着一种探索未知、挑战极限的意味。我脑海里立刻浮现出各种高科技实验室的场景，科学家们正用精密的仪器，一点点地揭示物质的秘密。而“纳米光学测量”则更进一步，它暗示着本书不仅会介绍显微镜本身，更会探讨如何利用光学手段，在纳米尺度上进行精确的测量。这对于理解材料的性质、分析纳米材料的应用，甚至是在生物医学领域开发新的诊断和治疗方法，都具有极其重要的意义。我迫不及待地想知道，书中是如何将这些高深的理论知识，以一种易于理解的方式呈现给读者，是否会有丰富的图例和实例来辅助说明，从而让一个非专业人士也能从中获得启迪，感受光学测量在现代科技中的魅力。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本书，仿佛踏入了一个全新的微观世界。它提供的不仅仅是理论知识，更像是一把钥匙，开启了我对“看见”更微小事物的无限遐想。“扫描近场光学显微镜”这个词组，虽然听起来有些专业，但字里行间透露出的却是科技的魅力。我能想象到，通过这种技术，我们能够以前所未有的清晰度观察到原子、分子甚至是更小的结构，这本身就是一件令人激动的事情。而“纳米光学测量”则进一步拓展了这种想象的边界。它不仅仅是“看”，更是“量”。这意味着我们不仅能看到纳米世界的细节，还能对其进行精确的量化分析，从而理解其内在的规律和特性。我期待书中能够详细地阐述这些显微镜的工作原理，解释它们是如何克服衍射极限，实现超高分辨率的。同时，我也希望能看到书中介绍各种纳米光学测量的方法和应用，例如在材料科学、生物学、化学等领域，这些技术是如何帮助科学家们解决实际问题的，又是如何为新的发现和技术创新奠定基础。

评分☆☆☆☆☆

商品很好，满意

评分☆☆☆☆☆

很棒的书，只很好印刷也很好

评分☆☆☆☆☆

很好，科研必读，好东西值得拥有。

评分☆☆☆☆☆

挺好

评分☆☆☆☆☆

书挺好的，很满意

评分☆☆☆☆☆

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