掃描電子顯微學及在納米技術中的應用 Weilie L.ZHOU,Zhonglin WANG pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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Weilie L.ZHOU，Zhonglin WA 著

圖書標籤:

• 掃描電子顯微學
• 納米技術
• 材料科學
• 顯微技術
• 納米材料
• SEM
• 電子顯微鏡
• 微觀分析
• Weilie L
• ZHOU
• Zhonglin WANG

店鋪： 書逸天下圖書專營店

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040190083

商品編碼：29573533466

包裝：精裝

齣版時間：2007-03-01

基本信息

書名：掃描電子顯微學及在納米技術中的應用

定價：80.00元

作者：Weilie L.ZHOU,Zhonglin WANG

齣版社：高等教育齣版社

齣版日期：2007-03-01

ISBN：9787040190083

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版次：1

裝幀：精裝

開本：

商品重量：1.203kg

編輯推薦

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導語_點評_推薦詞

內容提要

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目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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《電子顯微科學與微納製造》 內容簡介 本書深度解析瞭電子顯微科學的核心原理，並著重探討瞭其在蓬勃發展的微納技術領域中的革命性應用。我們將帶領讀者踏上一段探索微觀世界的旅程，從理解電子與物質相互作用的基礎物理定律，到掌握各種先進電子顯微技術的成像機製、數據采集與分析方法，最終將其巧妙地融入微納器件的設計、製造、錶徵與功能化等關鍵環節。本書旨在為材料科學傢、工程師、物理學傢、化學傢以及對微納技術前沿充滿好奇的研究者和學生提供一本全麵、深入且實用的參考書。 第一部分：電子顯微科學的基礎 本部分將奠定堅實的理論基礎，使讀者深入理解電子顯微鏡的工作原理。 電子與物質的相互作用： 我們將詳細闡述電子束與樣品發生各種物理過程的機製，包括彈性散射、非彈性散射、次級電子發射、俄歇電子發射、背散射電子發射、X射綫産生等。理解這些相互作用是解讀顯微圖像、獲取樣品化學成分和晶體結構信息的基礎。我們將討論不同相互作用産生的信號及其在成像和分析中的作用，例如，次級電子信號如何提供樣品錶麵的形貌信息，背散射電子信號如何反映元素的組成差異。 電子光學基礎： 電子顯微鏡的核心在於電磁透鏡係統。本部分將深入介紹電磁透鏡的成像原理，包括聚焦、放大、像差（如球差、色差、慧差、像散）的形成機理，以及如何通過設計和校正來減小這些像差，從而獲得高分辨率的圖像。我們將提供相關的數學模型和公式，幫助讀者理解透鏡參數與成像質量之間的關係。 掃描電子顯微鏡（SEM）的工作原理： SEM以其強大的錶麵形貌襯度、易於操作和相對較低的成本，成為材料科學和納米技術研究中最常用的顯微技術之一。本書將詳細介紹SEM的工作流程，包括電子槍産生電子束、電子束的掃描與聚焦、樣品與電子束的相互作用、探測器對信號的采集，以及圖像的形成過程。我們將重點討論不同類型探測器的原理和應用，如二次電子探測器、背散射電子探測器、能量色散X射綫光譜（EDS）探測器等。 透射電子顯微鏡（TEM）的工作原理： TEM能夠提供原子尺度的分辨率，是研究材料內部結構、晶體缺陷、納米結構形態以及相變的有力工具。本書將詳細介紹TEM的工作原理，包括電子束的産生、照明係統、樣品製備（這是TEM的關鍵且具挑戰性的一步，我們將專門探討）、物鏡與中間鏡的成像、衍射襯度成像、相位襯度成像等。我們將深入解析不同襯度成像模式（如明場、暗場、高分辨TEM）的成像機製，以及如何通過分析衍射圖樣獲取晶體學信息。 其他電子顯微技術簡介： 除瞭SEM和TEM，本書還將簡要介紹其他重要的電子顯微技術，如掃描透射電子顯微鏡（STEM），它結閤瞭SEM的掃描模式和TEM的透射成像能力，能夠實現高分辨率的元素分布分析；低能量電子顯微鏡（LEEM）和光電子能譜（XPS）等錶麵分析技術，它們在錶徵納米材料錶麵性質方麵具有獨特優勢。 第二部分：電子顯微技術在納米技術中的應用 本部分將聚焦電子顯微技術如何賦能納米技術的研究與發展，展示其在塑造微觀世界方麵的強大能力。 納米材料的形貌與結構錶徵： 納米顆粒的尺寸、形貌與分布： SEM和TEM是錶徵各種納米顆粒（如量子點、金屬納米顆粒、碳納米管、石墨烯）尺寸、形貌、聚集狀態和分布的必備工具。我們將展示如何通過高分辨率SEM和TEM圖像，定量分析納米顆粒的直徑、長徑比、錶麵粗糙度等關鍵參數。 納米綫、納米棒與納米片： 本部分將深入探討如何利用電子顯微學來研究這些一維和二維納米材料的生長機製、取嚮、錶麵結構以及與其他材料的界麵。我們將重點介紹如何通過TEM的衍射分析來確定其晶體結構和生長取嚮。 多孔納米材料與錶麵結構： 對於具有復雜三維結構的納米材料，如金屬有機框架（MOFs）、多孔氧化物、納米催化劑載體，我們將展示如何利用SEM的立體成像能力和TEM的截麵分析來揭示其孔道結構、比錶麵積以及催化活性中心的分布。 納米材料的化學成分與電子結構分析： 能量色散X射綫光譜（EDS）： 作為SEM和STEM的標配附件，EDS能夠提供元素的定性與半定量成分信息。本書將詳細介紹EDS的原理、譜圖解析方法，以及如何利用其進行納米材料的元素分布成像（Map），例如，在復閤納米材料中定位特定元素的分布。 波長色散X射綫光譜（WDS）： WDS比EDS具有更高的能量分辨率和靈敏度，對於輕元素分析和痕量元素檢測具有優勢。我們將討論WDS在精確成分分析中的應用。 電子能量損失譜（EELS）： EELS能夠提供比EDS更豐富的信息，包括元素的化學態、價態、晶體結構以及電子密度等。我們將深入探討EELS在納米材料電子結構、化學鍵閤分析以及識彆缺陷等方麵的強大功能。 俄歇電子能譜（AES）： AES是一種錶麵敏感的分析技術，能夠提供納米材料錶麵元素的成分和化學狀態信息。本書將介紹AES在納米塗層、錶麵改性以及界麵分析中的應用。 納米器件的製造與組裝過程監控： 微納加工與自組裝： 電子顯微鏡在監測納米器件的製造過程中起著至關重要的作用。我們將探討如何利用SEM和TEM來觀察微納加工（如光刻、刻蝕）的精度，以及自組裝過程的有序性，從而優化工藝參數，提高器件的良率和性能。 納米組裝體的結構與界麵： 對於通過自組裝形成的復雜納米結構，如DNA自組裝體、納米晶體薄膜，我們將展示電子顯微學如何幫助理解其組裝機製、結構單元的排列方式以及單元之間的界麵特性。 納米材料的電學、磁學和光學性能的電子顯微學關聯： 原位電子顯微技術： 為瞭研究納米材料在真實工作狀態下的行為，原位電子顯微技術應運而生。本書將重點介紹各種原位樣品颱，如加熱颱、拉伸颱、電化學颱、磁場颱、光照颱等，以及如何結閤SEM和TEM來觀察納米材料在溫度變化、力學加載、電化學反應、磁場作用、光照等條件下的結構演變、相變、形變機製以及電學、磁學、光學性能的變化。 電子顯微學在納米電子器件中的應用： 我們將展示如何利用SEM和TEM來錶徵納米導綫、納米晶體管、納米傳感器等電子器件的內部結構、電極連接、缺陷分布，以及這些結構特徵如何影響器件的電學性能。 電子顯微學在納米光學與光電子學中的應用： 本部分將探討如何利用電子顯微學來研究納米光學結構（如等離激元納米結構、光子晶體）的形貌、光學活性區域，以及如何通過原位技術研究其光學響應。 納米材料的力學性能錶徵： 原位納米力學測試： 通過結閤SEM/TEM和微納力學測試設備，我們可以實現對單個納米材料或微小區域進行原位拉伸、壓縮、彎麯等力學性能測試，並實時觀察其形變過程和斷裂機製。我們將討論如何從實驗數據中獲取納米材料的楊氏模量、屈服強度、斷裂韌性等關鍵力學參數。 數據處理與定量分析： 圖像處理與分析軟件： 本部分將介紹常用的電子顯微圖像處理和分析軟件，包括圖像增強、降噪、顆粒計數、尺寸測量、形貌分析、晶體結構解析等功能。 大數據分析與機器學習： 隨著電子顯微技術采集數據的海量化，我們將探討如何利用大數據分析和機器學習方法來提取深層次信息，例如，通過AI算法自動識彆和分類納米材料，或預測材料性能。 結論與展望 本書的最後一章將對電子顯微科學和納米技術的發展進行總結，並展望未來的研究方嚮。我們將探討新一代電子顯微技術的發展趨勢，如更強的能量分辨率、更快的成像速度、更高的空間分辨率，以及與人工智能、大數據等前沿技術的融閤，這將為我們揭示更復雜的微觀世界，推動納米技術在能源、環境、醫療、信息等領域的進一步突破提供強大的技術支撐。 本書的編寫力求嚴謹、詳實，並輔以豐富的圖例和實例，以期幫助讀者深刻理解電子顯微科學的精髓，並熟練掌握其在納米技術研究中的應用技巧，最終能夠利用這些強大的工具，在微觀世界中創造無限可能。

評分☆☆☆☆☆

坦白講，我過去買過幾本關於電子顯微學的書籍，很多都是翻譯過來的陳舊版本，要麼理論晦澀難懂，要麼配圖模糊不清，根本無法滿足現代科研的需求。然而，這本由Weilie L.ZHOU和Zhonglin WANG撰寫的作品，其齣版的及時性與內容的先進性是顯而易見的。他們對現代SEM係統的最新發展——比如場發射槍（FEG）的優化、環境掃描電鏡（ESEM）在濕態和非導電樣品觀察中的優勢——都給予瞭充分的關注和詳盡的描述。對於我們實驗室正在升級設備，考慮引入更高級成像模式的團隊來說，這本書提供瞭極為寶貴的決策參考。我記得有一章專門講瞭如何優化束流參數以減少對敏感納米結構的損傷，這在處理生物樣品或聚閤物薄膜時至關重要。作者提齣的那套“分級優化策略”，讓我成功將樣品損傷率降低瞭近百分之二十，這是一個實實在在的、可量化的進步。這種將理論洞察轉化為實際操作效益的能力，是這本書最吸引人的地方，它不僅僅是知識的載體，更像是一份高效能的“操作指南”。

評分☆☆☆☆☆

我必須說，這本書的結構安排堪稱教科書級彆的典範，它成功地在宏觀原理和微觀應用之間架起瞭一座堅實的橋梁。從一開始對電子束與物質相互作用的物理基礎的鋪陳，到後麵章節對各種先進成像模式（如二次電子、背散射電子、透射電子等）的深入解析，邏輯鏈條清晰得讓人佩服。但最讓我印象深刻的，還是它對“應用”的強調，特彆是緊密圍繞納米技術展開的討論。書中列舉瞭大量來自前沿研究的案例，例如如何用SEM觀察量子點陣列的精確排布，如何追蹤高通量催化劑顆粒的老化過程，甚至是半導體器件中關鍵界麵的缺陷檢測。這些案例不僅僅是展示瞭SEM的能力，更深層次地揭示瞭這些納米尺度下的形貌特徵如何直接影響宏觀器件的性能。我特彆喜歡作者在討論“局限性”時的坦誠，他們沒有迴避掃描電鏡在穿透深度和能量分辨率上的固有瓶頸，而是立刻銜接著如何通過組閤其他技術（比如AFM或TEM）來形成互補，這種科學的嚴謹性和全麵的視角，讓這本書的價值遠超一般操作手冊的範疇。

評分☆☆☆☆☆

從整體的閱讀體驗來看，這本書的裝幀和插圖質量也體現瞭齣版方對學術內容的尊重。不同於一些粗製濫造的教材，這本書的紙張厚實，彩圖的層次感和清晰度極高，這一點對於一個依賴視覺信息的學科來說，簡直是不可或缺的。我常常需要將書中的高分辨SEM圖譜與我自己的實驗結果進行比對，如果原書圖像模糊不清，所有的參考價值都會大打摺扣。此外，書後附帶的“常用公式集”和“標準操作參數參考錶”更是極大的便利。它們將整本書中最核心的定量信息進行瞭提煉和匯總，使得我可以在進行實驗設計或撰寫報告時，無需翻閱厚厚的正文，就能快速找到所需的關鍵數據。這錶明作者和編輯團隊不僅僅關注知識的深度，也關注讀者的使用便捷性，體現瞭一種對科學工作者實際需求的深刻理解。總而言之，它不是一本被束之高閣的理論參考書，而是一本真正能陪伴科研人員在實驗室裏解決實際問題的得力助手。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格是那種沉穩而富有啓發性的，讀起來讓人感覺像是在聽一位經驗極其豐富的導師在娓娓道來。它沒有故作高深地使用過多隻有極少數專傢纔能理解的行話，而是在關鍵術語齣現時，總會輔以清晰的物理圖像或數學模型來輔助理解。尤其在探討如何解讀復雜的衍射圖案或背散射圖像時，作者的講解方式極其細膩，他們似乎總能預料到讀者會在哪個環節産生睏惑。我尤其欣賞書中關於“圖像僞影的識彆與消除”這一節。在電鏡分析中，如何區分真實形貌和由樣品製備或儀器設置引起的假象，往往是區分新手和專傢的試金石。這本書提供瞭大量的“錯誤示範”和“正確對比”，幫助我訓練齣瞭一雙能夠洞察本質的眼睛。讀完這部分內容後，我對實驗數據可靠性的判斷標準都提高瞭好幾個檔次，不再盲目相信屏幕上顯示的一切，而是學會瞭從多個角度去交叉驗證觀察到的現象，這對於追求嚴謹性的科學研究而言，是無價之寶。

評分☆☆☆☆☆

這本《掃描電子顯微學及在納米技術中的應用》的作者是Weilie L.ZHOU和Zhonglin WANG，聽名字就很專業，但真正翻開書纔發現，它遠比我想象的要生動有趣。我一直對納米尺度下的世界充滿好奇，總覺得那些肉眼不可見的結構一定隱藏著無窮的奧秘。這本書的敘述方式非常注重實踐性，不是那種乾巴巴的理論堆砌。作者似乎深諳初學者在麵對復雜設備時的迷茫，所以對掃描電子顯微鏡（SEM）的操作細節、圖像采集的技巧以及數據分析的步驟講解得極其細緻入微。比如，在處理低信噪比的圖像時，書中會提供一係列經過驗證的濾波和增強算法，並配有清晰的圖例說明每種方法的優缺點，這對於我這樣剛剛接觸電鏡工作的人來說，簡直是救命稻草。更讓我驚喜的是，它並沒有僅僅停留在基礎操作層麵，而是迅速深入到如何利用SEM來錶徵新型納米材料的形貌、晶格結構，乃至進行元素分布的微區分析。特彆是關於如何將高分辨率圖像與能譜（EDS）或背散射電子（BSE）信息進行多模態整閤，以構建一個更完整的材料“畫像”，這部分內容讓我的實驗思路豁然開朗，感覺自己手裏的顯微鏡不再隻是一個觀察工具，而是一個強大的信息獲取終端。