扫描电子显微学及在纳米技术中的应用 Weilie L.ZHOU,Zhonglin WANG pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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Weilie L.ZHOU，Zhonglin WA 著

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• 扫描电子显微学
• 纳米技术
• 材料科学
• 显微技术
• 纳米材料
• SEM
• 电子显微镜
• 微观分析
• Weilie L
• ZHOU
• Zhonglin WANG

店铺： 书逸天下图书专营店

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040190083

商品编码：29573533466

包装：精装

出版时间：2007-03-01

基本信息

书名：扫描电子显微学及在纳米技术中的应用

定价：80.00元

作者：Weilie L.ZHOU,Zhonglin WANG

出版社：高等教育出版社

出版日期：2007-03-01

ISBN：9787040190083

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版次：1

装帧：精装

开本：

商品重量：1.203kg

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导语_点评_推荐词

内容提要

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目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《电子显微科学与微纳制造》 内容简介 本书深度解析了电子显微科学的核心原理，并着重探讨了其在蓬勃发展的微纳技术领域中的革命性应用。我们将带领读者踏上一段探索微观世界的旅程，从理解电子与物质相互作用的基础物理定律，到掌握各种先进电子显微技术的成像机制、数据采集与分析方法，最终将其巧妙地融入微纳器件的设计、制造、表征与功能化等关键环节。本书旨在为材料科学家、工程师、物理学家、化学家以及对微纳技术前沿充满好奇的研究者和学生提供一本全面、深入且实用的参考书。 第一部分：电子显微科学的基础 本部分将奠定坚实的理论基础，使读者深入理解电子显微镜的工作原理。 电子与物质的相互作用： 我们将详细阐述电子束与样品发生各种物理过程的机制，包括弹性散射、非弹性散射、次级电子发射、俄歇电子发射、背散射电子发射、X射线产生等。理解这些相互作用是解读显微图像、获取样品化学成分和晶体结构信息的基础。我们将讨论不同相互作用产生的信号及其在成像和分析中的作用，例如，次级电子信号如何提供样品表面的形貌信息，背散射电子信号如何反映元素的组成差异。 电子光学基础： 电子显微镜的核心在于电磁透镜系统。本部分将深入介绍电磁透镜的成像原理，包括聚焦、放大、像差（如球差、色差、慧差、像散）的形成机理，以及如何通过设计和校正来减小这些像差，从而获得高分辨率的图像。我们将提供相关的数学模型和公式，帮助读者理解透镜参数与成像质量之间的关系。 扫描电子显微镜（SEM）的工作原理： SEM以其强大的表面形貌衬度、易于操作和相对较低的成本，成为材料科学和纳米技术研究中最常用的显微技术之一。本书将详细介绍SEM的工作流程，包括电子枪产生电子束、电子束的扫描与聚焦、样品与电子束的相互作用、探测器对信号的采集，以及图像的形成过程。我们将重点讨论不同类型探测器的原理和应用，如二次电子探测器、背散射电子探测器、能量色散X射线光谱（EDS）探测器等。 透射电子显微镜（TEM）的工作原理： TEM能够提供原子尺度的分辨率，是研究材料内部结构、晶体缺陷、纳米结构形态以及相变的有力工具。本书将详细介绍TEM的工作原理，包括电子束的产生、照明系统、样品制备（这是TEM的关键且具挑战性的一步，我们将专门探讨）、物镜与中间镜的成像、衍射衬度成像、相位衬度成像等。我们将深入解析不同衬度成像模式（如明场、暗场、高分辨TEM）的成像机制，以及如何通过分析衍射图样获取晶体学信息。 其他电子显微技术简介： 除了SEM和TEM，本书还将简要介绍其他重要的电子显微技术，如扫描透射电子显微镜（STEM），它结合了SEM的扫描模式和TEM的透射成像能力，能够实现高分辨率的元素分布分析；低能量电子显微镜（LEEM）和光电子能谱（XPS）等表面分析技术，它们在表征纳米材料表面性质方面具有独特优势。 第二部分：电子显微技术在纳米技术中的应用 本部分将聚焦电子显微技术如何赋能纳米技术的研究与发展，展示其在塑造微观世界方面的强大能力。 纳米材料的形貌与结构表征： 纳米颗粒的尺寸、形貌与分布： SEM和TEM是表征各种纳米颗粒（如量子点、金属纳米颗粒、碳纳米管、石墨烯）尺寸、形貌、聚集状态和分布的必备工具。我们将展示如何通过高分辨率SEM和TEM图像，定量分析纳米颗粒的直径、长径比、表面粗糙度等关键参数。 纳米线、纳米棒与纳米片： 本部分将深入探讨如何利用电子显微学来研究这些一维和二维纳米材料的生长机制、取向、表面结构以及与其他材料的界面。我们将重点介绍如何通过TEM的衍射分析来确定其晶体结构和生长取向。 多孔纳米材料与表面结构： 对于具有复杂三维结构的纳米材料，如金属有机框架（MOFs）、多孔氧化物、纳米催化剂载体，我们将展示如何利用SEM的立体成像能力和TEM的截面分析来揭示其孔道结构、比表面积以及催化活性中心的分布。 纳米材料的化学成分与电子结构分析： 能量色散X射线光谱（EDS）： 作为SEM和STEM的标配附件，EDS能够提供元素的定性与半定量成分信息。本书将详细介绍EDS的原理、谱图解析方法，以及如何利用其进行纳米材料的元素分布成像（Map），例如，在复合纳米材料中定位特定元素的分布。 波长色散X射线光谱（WDS）： WDS比EDS具有更高的能量分辨率和灵敏度，对于轻元素分析和痕量元素检测具有优势。我们将讨论WDS在精确成分分析中的应用。 电子能量损失谱（EELS）： EELS能够提供比EDS更丰富的信息，包括元素的化学态、价态、晶体结构以及电子密度等。我们将深入探讨EELS在纳米材料电子结构、化学键合分析以及识别缺陷等方面的强大功能。 俄歇电子能谱（AES）： AES是一种表面敏感的分析技术，能够提供纳米材料表面元素的成分和化学状态信息。本书将介绍AES在纳米涂层、表面改性以及界面分析中的应用。 纳米器件的制造与组装过程监控： 微纳加工与自组装： 电子显微镜在监测纳米器件的制造过程中起着至关重要的作用。我们将探讨如何利用SEM和TEM来观察微纳加工（如光刻、刻蚀）的精度，以及自组装过程的有序性，从而优化工艺参数，提高器件的良率和性能。 纳米组装体的结构与界面： 对于通过自组装形成的复杂纳米结构，如DNA自组装体、纳米晶体薄膜，我们将展示电子显微学如何帮助理解其组装机制、结构单元的排列方式以及单元之间的界面特性。 纳米材料的电学、磁学和光学性能的电子显微学关联： 原位电子显微技术： 为了研究纳米材料在真实工作状态下的行为，原位电子显微技术应运而生。本书将重点介绍各种原位样品台，如加热台、拉伸台、电化学台、磁场台、光照台等，以及如何结合SEM和TEM来观察纳米材料在温度变化、力学加载、电化学反应、磁场作用、光照等条件下的结构演变、相变、形变机制以及电学、磁学、光学性能的变化。 电子显微学在纳米电子器件中的应用： 我们将展示如何利用SEM和TEM来表征纳米导线、纳米晶体管、纳米传感器等电子器件的内部结构、电极连接、缺陷分布，以及这些结构特征如何影响器件的电学性能。 电子显微学在纳米光学与光电子学中的应用： 本部分将探讨如何利用电子显微学来研究纳米光学结构（如等离激元纳米结构、光子晶体）的形貌、光学活性区域，以及如何通过原位技术研究其光学响应。 纳米材料的力学性能表征： 原位纳米力学测试： 通过结合SEM/TEM和微纳力学测试设备，我们可以实现对单个纳米材料或微小区域进行原位拉伸、压缩、弯曲等力学性能测试，并实时观察其形变过程和断裂机制。我们将讨论如何从实验数据中获取纳米材料的杨氏模量、屈服强度、断裂韧性等关键力学参数。 数据处理与定量分析： 图像处理与分析软件： 本部分将介绍常用的电子显微图像处理和分析软件，包括图像增强、降噪、颗粒计数、尺寸测量、形貌分析、晶体结构解析等功能。 大数据分析与机器学习： 随着电子显微技术采集数据的海量化，我们将探讨如何利用大数据分析和机器学习方法来提取深层次信息，例如，通过AI算法自动识别和分类纳米材料，或预测材料性能。 结论与展望 本书的最后一章将对电子显微科学和纳米技术的发展进行总结，并展望未来的研究方向。我们将探讨新一代电子显微技术的发展趋势，如更强的能量分辨率、更快的成像速度、更高的空间分辨率，以及与人工智能、大数据等前沿技术的融合，这将为我们揭示更复杂的微观世界，推动纳米技术在能源、环境、医疗、信息等领域的进一步突破提供强大的技术支撑。 本书的编写力求严谨、详实，并辅以丰富的图例和实例，以期帮助读者深刻理解电子显微科学的精髓，并熟练掌握其在纳米技术研究中的应用技巧，最终能够利用这些强大的工具，在微观世界中创造无限可能。

评分☆☆☆☆☆

我必须说，这本书的结构安排堪称教科书级别的典范，它成功地在宏观原理和微观应用之间架起了一座坚实的桥梁。从一开始对电子束与物质相互作用的物理基础的铺陈，到后面章节对各种先进成像模式（如二次电子、背散射电子、透射电子等）的深入解析，逻辑链条清晰得让人佩服。但最让我印象深刻的，还是它对“应用”的强调，特别是紧密围绕纳米技术展开的讨论。书中列举了大量来自前沿研究的案例，例如如何用SEM观察量子点阵列的精确排布，如何追踪高通量催化剂颗粒的老化过程，甚至是半导体器件中关键界面的缺陷检测。这些案例不仅仅是展示了SEM的能力，更深层次地揭示了这些纳米尺度下的形貌特征如何直接影响宏观器件的性能。我特别喜欢作者在讨论“局限性”时的坦诚，他们没有回避扫描电镜在穿透深度和能量分辨率上的固有瓶颈，而是立刻衔接着如何通过组合其他技术（比如AFM或TEM）来形成互补，这种科学的严谨性和全面的视角，让这本书的价值远超一般操作手册的范畴。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，我过去买过几本关于电子显微学的书籍，很多都是翻译过来的陈旧版本，要么理论晦涩难懂，要么配图模糊不清，根本无法满足现代科研的需求。然而，这本由Weilie L.ZHOU和Zhonglin WANG撰写的作品，其出版的及时性与内容的先进性是显而易见的。他们对现代SEM系统的最新发展——比如场发射枪（FEG）的优化、环境扫描电镜（ESEM）在湿态和非导电样品观察中的优势——都给予了充分的关注和详尽的描述。对于我们实验室正在升级设备，考虑引入更高级成像模式的团队来说，这本书提供了极为宝贵的决策参考。我记得有一章专门讲了如何优化束流参数以减少对敏感纳米结构的损伤，这在处理生物样品或聚合物薄膜时至关重要。作者提出的那套“分级优化策略”，让我成功将样品损伤率降低了近百分之二十，这是一个实实在在的、可量化的进步。这种将理论洞察转化为实际操作效益的能力，是这本书最吸引人的地方，它不仅仅是知识的载体，更像是一份高效能的“操作指南”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格是那种沉稳而富有启发性的，读起来让人感觉像是在听一位经验极其丰富的导师在娓娓道来。它没有故作高深地使用过多只有极少数专家才能理解的行话，而是在关键术语出现时，总会辅以清晰的物理图像或数学模型来辅助理解。尤其在探讨如何解读复杂的衍射图案或背散射图像时，作者的讲解方式极其细腻，他们似乎总能预料到读者会在哪个环节产生困惑。我尤其欣赏书中关于“图像伪影的识别与消除”这一节。在电镜分析中，如何区分真实形貌和由样品制备或仪器设置引起的假象，往往是区分新手和专家的试金石。这本书提供了大量的“错误示范”和“正确对比”，帮助我训练出了一双能够洞察本质的眼睛。读完这部分内容后，我对实验数据可靠性的判断标准都提高了好几个档次，不再盲目相信屏幕上显示的一切，而是学会了从多个角度去交叉验证观察到的现象，这对于追求严谨性的科学研究而言，是无价之宝。

评分☆☆☆☆☆

这本《扫描电子显微学及在纳米技术中的应用》的作者是Weilie L.ZHOU和Zhonglin WANG，听名字就很专业，但真正翻开书才发现，它远比我想象的要生动有趣。我一直对纳米尺度下的世界充满好奇，总觉得那些肉眼不可见的结构一定隐藏着无穷的奥秘。这本书的叙述方式非常注重实践性，不是那种干巴巴的理论堆砌。作者似乎深谙初学者在面对复杂设备时的迷茫，所以对扫描电子显微镜（SEM）的操作细节、图像采集的技巧以及数据分析的步骤讲解得极其细致入微。比如，在处理低信噪比的图像时，书中会提供一系列经过验证的滤波和增强算法，并配有清晰的图例说明每种方法的优缺点，这对于我这样刚刚接触电镜工作的人来说，简直是救命稻草。更让我惊喜的是，它并没有仅仅停留在基础操作层面，而是迅速深入到如何利用SEM来表征新型纳米材料的形貌、晶格结构，乃至进行元素分布的微区分析。特别是关于如何将高分辨率图像与能谱（EDS）或背散射电子（BSE）信息进行多模态整合，以构建一个更完整的材料“画像”，这部分内容让我的实验思路豁然开朗，感觉自己手里的显微镜不再只是一个观察工具，而是一个强大的信息获取终端。

评分☆☆☆☆☆

从整体的阅读体验来看，这本书的装帧和插图质量也体现了出版方对学术内容的尊重。不同于一些粗制滥造的教材，这本书的纸张厚实，彩图的层次感和清晰度极高，这一点对于一个依赖视觉信息的学科来说，简直是不可或缺的。我常常需要将书中的高分辨SEM图谱与我自己的实验结果进行比对，如果原书图像模糊不清，所有的参考价值都会大打折扣。此外，书后附带的“常用公式集”和“标准操作参数参考表”更是极大的便利。它们将整本书中最核心的定量信息进行了提炼和汇总，使得我可以在进行实验设计或撰写报告时，无需翻阅厚厚的正文，就能快速找到所需的关键数据。这表明作者和编辑团队不仅仅关注知识的深度，也关注读者的使用便捷性，体现了一种对科学工作者实际需求的深刻理解。总而言之，它不是一本被束之高阁的理论参考书，而是一本真正能陪伴科研人员在实验室里解决实际问题的得力助手。