电子显微镜中的电子能量损失谱学(第2版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[加] 埃杰顿(Egerton，R.F.)著段晓峰等 著

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• 电子显微镜
• 电子能量损失谱学
• EELS
• 材料科学
• 纳米材料
• 谱学分析
• 微观表征
• TEM
• 材料分析
• 第二版

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出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040315356

商品编码：14486289246

出版时间：2011-03-01

作  者:(加)埃杰顿(Egerton,R.F.) 著;段晓峰 等 译 著作 定  价:88 出 版 社:高等教育出版社 出版日期:2011年03月01日 页  数:444 装  帧:精装 ISBN:9787040315356 ●暂无

内容简介

暂无

电子显微镜中的电子能量损失谱学(第2版) 深入探索物质的微观世界：理论、技术与前沿应用 电子显微镜作为人类探索物质微观结构的强大工具，早已深入科研生产的各个领域。而电子能量损失谱学（EELS）作为电子显微镜的一项核心分析技术，更是将物质的成分、化学状态、电子结构乃至光学性质的表征能力推向了新的高度。本书《电子显微镜中的电子能量损失谱学(第2版)》，正是基于这一强大的分析技术，为读者提供了一部全面、深入且极具实践指导意义的著作。它不仅系统梳理了EELS的理论基础，详尽阐述了实验操作的关键环节，更着重展现了该技术在材料科学、凝聚态物理、生物学等前沿领域所取得的突破性进展。 第一部分：理论基石——理解EELS的精髓 本书的开篇，便着力于构建读者对EELS核心理论的深刻理解。我们从基本原理出发，详细解释了当高能电子束穿过样品时，与样品中原子发生相互作用，能量传递并产生非弹性散射的物理过程。这一过程的本质是电子与样品中价电子或束缚电子的相互作用，从而激发样品内部的集体振动（如等离子体激元）或单粒子激发（如电子跃迁）。 书中系统地介绍了EELS谱的产生机制。当电子的能量损失落在特定区间时，它们携带的信息就反映了样品微观结构和电子特性的变化。我们详细讨论了不同能量损失范围所对应的物理过程，包括： 低能损失区（0-50 eV）：这一区域主要包含了与样品表面和近表面相关的等离子体激元（表面等离子体和体积等离子体）以及带隙跃迁等信息。这些信息对于理解材料的表面化学、光学性质以及电子传输特性至关重要。 形变损失区（50-500 eV）：该区域的特征峰主要来源于价电子的占据态到未占据态的跃迁，如价带到导带的跃迁，这直接反映了材料的化学键合状态、氧化态以及能带结构。通过分析这一区域的谱线形状、峰位和强度，我们可以区分不同的化学物种，甚至分析其局域环境。 内壳层损失区（>500 eV）：这是EELS最强大的定量分析区域。当损失能量对应于样品中原子内壳层电子的激发能时，就会产生特征的内壳层损失峰。每个元素都有其独特的内壳层能量损失谱，这使得EELS成为一种元素分析的强大工具。本书将详尽地讨论如何解析这些内壳层边缘的形状、峰位和截面，从而实现高空间分辨率的元素映射和定量分析。 为了使读者能够更准确地理解和应用EELS，本书还深入探讨了影响谱线形状和强度的关键因素，包括： 散射截面：这是描述电子与样品相互作用概率的重要参数。我们将详细介绍不同类型的散射截面（如等离子体散射截面、价电子跃迁截面、内壳层激发截面），并讨论它们如何随能量损失和散射角度的变化而变化。 样品厚度：样品厚度是影响EELS谱质量的关键因素。过厚的样品会导致多次散射，使得谱线形状失真，定量分析变得困难。本书将提供评估和控制样品厚度的指导，并介绍处理厚样品数据的算法。 仪器参数：电子显微镜的能量分辨率、束流强度、探测器效率等参数都直接影响EELS谱的质量。本书将讨论如何优化这些参数以获得最佳的实验结果。 量子力学理论：我们将在必要时引入相关的量子力学概念，例如介质中的电子能损理论、密度泛函理论（DFT）在计算EELS谱中的应用等，以提供更深层次的理论支撑，帮助读者理解EELS谱背后的物理原理。 第二部分：技术实践——掌握EELS的实验艺术 理论的掌握固然重要，但EELS作为一项实验技术，其精髓更在于实践。本书在理论部分的基础上，将重点放在EELS的实验技术层面，为读者提供详尽的操作指南和技巧。 样品制备：高质量的EELS谱首先依赖于合格的样品。本书将详细介绍适用于不同材料（如薄膜、纳米颗粒、块体材料）的制备方法，包括机械抛光、聚焦离子束（FIB）切割、双喷减薄、电解抛光等。特别强调制备过程对样品微观结构和化学状态的潜在影响，以及如何最大限度地避免制备引入的伪影。 仪器设置与操作：对于使用透射电子显微镜（TEM）配备EELS附件的实验，本书将提供详细的仪器设置建议。从电子枪的预对准、物镜光阑的选择，到色散室和分析器的优化，再到探测器的设置，每一个环节都至关重要。我们将解释不同参数的设置如何影响空间分辨率、能量分辨率和信噪比，并提供实际操作的经验技巧。 数据采集策略：EELS数据采集是一门艺术，需要根据具体的研究目标来制定策略。本书将详细介绍： 点扫描（Point Scanning）：在特定位置采集EELS谱，用于研究局域的成分和化学状态。 线扫描（Line Scanning）：沿一条直线采集一系列EELS谱，用于研究成分和化学状态的二维分布。 面扫描（Area Scanning / Mapping）：采集二维区域内的EELS谱，生成元素分布图、化学态分布图等。本书将重点介绍如何设置合适的扫描步长和采集时间，以平衡空间分辨率、信噪比和采集效率。 高能量分辨率EELS（High Resolution EELS, HREELS）：对于需要精细分析价电子区域或内壳层边缘细微结构的研究，本书将讨论如何通过优化能量滤波器、降低加速电压等手段来获得更高的能量分辨率。 数据分析与处理：采集到的EELS原始数据需要经过一系列的处理才能提取有用的信息。本书将提供详尽的数据处理流程，包括： 背景扣除：这是EELS数据分析中最关键的步骤之一。我们将介绍多种背景扣除方法，如指数函数拟合、多项式拟合等，并讨论其适用性。 谱线拟合：对于内壳层边缘，我们将介绍如何利用已知元素的标准谱线进行拟合，以实现准确的定量分析。 能量色散校正：确保能量轴的准确性。 强度归一化：以便进行不同谱线之间的比较。 特征峰分析：包括峰位、半高宽、峰面积的提取，以及如何利用这些参数来推断材料的性质。 元素定量分析：本书将详细阐述基于内壳层损失峰的定量分析方法，介绍计算相对含量和绝对含量的流程，并讨论影响定量精度的因素。 化学态分析：如何通过分析形变损失区和内壳层边缘的细微变化来推断元素的氧化态、配位环境以及化学键合形式。 可视化与可视化工具：介绍如何生成直观的EELS谱图、元素分布图、化学态分布图等，以及常用数据处理和可视化软件的介绍。 第三部分：前沿应用——EELS的无限可能 EELS技术的强大分析能力，使其在众多科学研究领域都展现出了巨大的应用潜力。本书的第三部分，将聚焦于EELS在各个前沿领域的最新应用案例，为读者提供灵感和启示。 材料科学：EELS是理解纳米材料、二维材料、合金、复合材料等微观结构和化学组态的有力工具。 纳米材料：用于分析纳米颗粒的表面化学、异质结的界面成分、单原子催化剂的局域结构等。 二维材料：如石墨烯、过渡金属硫化物等，EELS可以揭示其层间相互作用、缺陷效应、化学掺杂情况。 合金与半导体：用于研究固溶体、相界、掺杂分布、缺陷的化学状态等。 功能材料：如电池材料、催化剂、光学材料等，EELS能够深入分析其工作机理中关键的元素分布和化学环境变化。 凝聚态物理：EELS提供了研究固体材料电子结构和集体激发的重要手段。 电子结构：通过分析价电子区域和内壳层区域的谱线，可以获得材料的能带结构、电子密度分布、自旋轨道耦合效应等信息。 光学性质：等离子体激元是理解材料光学性质的关键。EELS可以清晰地分辨表面等离子体、体积等离子体，并研究其在纳米结构中的局域化和耦合行为，这在光学超材料、表面增强拉曼散射（SERS）等领域具有重要意义。 磁性材料：通过磁圆二色性EELS（MCD-EELS），可以实现对磁性元素的价态和磁有序性的局域分析。 生物学与生命科学：随着EELS技术的不断发展，其在生物样品分析中的应用也日益广泛。 元素生物地球化学：用于分析生物样品中痕量元素的分布和形态，如细胞中的金属离子、矿物质的沉积等。 病理学研究：检测生物组织中的异常元素积累，例如在神经退行性疾病中分析tau蛋白聚集体中的金属离子。 纳米医学：分析纳米药物在体内的分布、靶向性以及与细胞的相互作用。 生物成像：高空间分辨率的EELS成像能够为理解生物过程提供前所未有的细节。 本书的每一章都配有大量的实例分析和图谱，旨在帮助读者将理论知识和实验技术融会贯通，并能够独立地运用EELS技术解决实际科研问题。我们还包含了对EELS技术未来发展趋势的展望，例如与机器学习的结合、更高能量分辨率的EELS、原位EELS等，以期为该领域的进一步发展贡献力量。 《电子显微镜中的电子能量损失谱学(第2版)》是一本为电子显微镜使用者、研究人员、研究生以及对物质微观世界充满好奇的探索者量身打造的权威指南。它不仅是一本教科书，更是一本集理论、技术、应用与前瞻于一体的宝贵工具书，将助力读者在微观探索的征途上，取得更多突破性的成就。

评分☆☆☆☆☆

这本书电子显微镜中的电子能量损失谱学(第2版)，在我看来，就像是EELS技术的一本“圣经”。它没有故弄玄虚，也没有过于深奥的理论堆砌，而是用一种非常务实、循序渐进的方式，将这项复杂的技术展现在读者面前。我之所以这样说，是因为我在阅读过程中，能够清晰地感受到作者在努力地将理论与实践相结合。例如，在讲解如何从复杂的EELS谱图中解读出有用的信息时，书中提供了大量的实际谱图作为示例，并逐一分析了谱峰的归属、形状变化以及其背后所代表的物理意义。这种“图文并茂”的学习方式，大大降低了EELS的学习门槛，让我这个初学者也能快速上手。特别是书中关于“坏谱”的鉴别和处理方法，以及如何提高信噪比的技巧，都是在实际操作中非常宝贵的经验。这本书不仅教会我“是什么”，更重要的是教会我“怎么做”，让我能够更加自信地在实验室中运用EELS技术解决实际问题。它就像一位经验丰富的导师，时刻在我身边，指导我前进。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，电子显微镜中的电子能量损失谱学(第2版)是一本让我受益匪浅的书籍。它不仅仅是关于EELS技术的一本教科书，更像是一本关于如何“看懂”微观世界的指南。我之所以这么说，是因为书中在讲解EELS技术的同时，也巧妙地将许多相关的物理学和化学学原理融入其中。例如，在介绍等离子体激元时，书中会穿插讲解朗缪尔振荡和自由电子模型，这使得我能够更深刻地理解能量损失谱中出现的等离子体峰所代表的物理含义。同样，在讨论内禀激发时，书中也会涉及能带理论和电子激发过程，这对于理解不同材料的电子结构至关重要。这种跨学科的融合，使得这本书的内容更加丰富和有深度，也让我能够从更宏观的视角来理解EELS技术。此外，书中对EELS技术局限性的坦诚讨论，以及对未来发展方向的展望，也让我对这项技术有了更全面和客观的认识。它让我认识到EELS的强大之处，也让我了解它还有哪些亟待克服的挑战，这对于我进行前沿研究非常有价值。

评分☆☆☆☆☆

对于电子显微镜中的电子能量损失谱学(第2版)，我最大的感受是其严谨的学术态度和与时俱进的更新。作为一名在材料表征领域摸爬滚打多年的研究者，我深知EELS技术在解析材料的化学态、电子结构以及局部成分分布方面的不可替代性。而这本书，恰恰是这一领域的权威性参考。第二版相较于第一版，增加了许多关于最新仪器发展、数据处理新算法以及前沿应用案例的内容，这对于时刻需要紧跟技术革新步伐的我们来说，是莫大的福音。书中关于定量EELS的章节，无论是对背景扣除方法的介绍，还是对元素丰度计算的讨论，都提供了详细的步骤和理论依据，这对于我进行精确的成分分析至关重要。此外，书中关于EELS在纳米材料、二维材料、生物样品等领域的应用实例，也极大地拓宽了我的视野，激发了我将EELS技术应用于更多新兴研究方向的灵感。我尤其注意到书中对不同探测器类型和不同扫描模式的比较分析，这对于优化实验设计、提升数据质量起到了决定性的指导作用。可以说，这本书已经成为我案头必备的工具书，随时翻阅，总能获得新的启发。

评分☆☆☆☆☆

对于电子显微镜中的电子能量损失谱学(第2版)，我不能不提的是它在数据解释和分析方面的深度。EELS技术虽然强大，但其数据的解读往往需要结合大量的背景知识和细致的分析。这本书在这方面做得尤为出色。它不仅介绍了各种能量损失信号的来源，更详细地讨论了如何通过谱图的形状、峰位、峰宽等特征来推断材料的性质。书中关于化学分析的部分，例如如何通过能量损失谱来判断元素的价态、配位环境以及化学键合状态，都给出了详实的理论推导和实验佐证。我尤其欣赏书中关于“化学映射”的章节，它展示了如何利用EELS技术获得高空间分辨率的化学成分分布图像，这对于研究材料的微观异质性、界面化学以及缺陷行为具有极其重要的意义。此外，书中还讨论了EELS在不同模式下的应用，例如低损失区（用于研究等离子体激元和介电函数）、高损失区（用于研究元素成分和化学态）以及边缘区域（用于研究成键和电子结构）等，这些细致的区分和阐述，极大地提升了我对EELS技术潜力的认知。

评分☆☆☆☆☆

这本书在电子显微镜中的电子能量损失谱学(第2版)的领域中，绝对是一部值得深入研读的著作。我之所以如此肯定，是基于它在介绍和阐述EELS（电子能量损失谱学）这一复杂而精密的分析技术时，所展现出的深度和广度。尽管我本人在某些具体的实验操作细节上可能还有进一步提升的空间，但通过阅读这本书，我仿佛拥有了一把解锁微观世界秘密的钥匙。书中对EELS基本原理的梳理，从电子与物质相互作用的物理机制，到能量损失谱的形成过程，都进行了详尽而清晰的阐释。我尤其欣赏作者在介绍各种能量损失模式（如等离子体激元、内禀激发、核跃迁等）时，所提供的丰富图示和理论模型，这极大地帮助我理解了不同能量损失峰所蕴含的物理和化学信息。同时，书中关于仪器设备的选择、样品制备的要求以及数据采集的注意事项，也为我规避了许多潜在的实验误区。即使是对于那些可能尚未深入接触EELS的读者，这本书也能提供一个扎实的基础，让他们能够理解这项技术在材料科学、凝聚态物理、化学等诸多领域中的强大应用潜力。它不仅仅是一本技术手册，更是一部引导读者探索微观世界的思想指南。