BF-電子顯微技術與應用-徐柏森楊靜 東南大學齣版社 9787564170912 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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徐柏森楊靜 著

圖書標籤:

• 電子顯微技術
• 生物物理學
• 材料科學
• 納米技術
• 顯微成像
• 東南大學齣版社
• BF-電子顯微技術與應用
• 徐柏森
• 楊靜
• 9787564170912

店鋪： 華裕京通圖書專營店

齣版社： 東南大學齣版社

ISBN：9787564170912

商品編碼：29781375113

包裝：平裝-膠訂

齣版時間：2017-05-01

圖書基本信息
圖書名稱	電子顯微技術與應用	作者	徐柏森楊靜
定價	40.00元	齣版社	東南大學齣版社
ISBN	9787564170912	齣版日期	2017-05-01
字數		頁碼
版次	1	裝幀	平裝-膠訂

內容簡介

徐柏森、楊靜編*的這本《電子顯微技術與應用》結閤科學前沿的發展動態，對當今的電鏡技術進行瞭歸納和總結，介紹瞭編者們在電鏡技術研究中的創新技術、技術和標準技術等成果。 本書與其它電鏡書籍的區彆在於側重顯微新技術在資源再生利用和生物環境保護方麵的應用。它既可供從事電鏡工作的專業人員和有關人員參考，也可滿足於農林、化工、醫學等高等院校本科生和研究生的學習需要。

作者簡介

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目錄

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編輯推薦

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文摘

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序言

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《微觀世界的探索者：電子顯微鏡原理、技術與前沿應用》 引言 人類對世界的認知，從仰望星空到探索微觀，始終伴隨著對未知的好奇與追求。肉眼所見的宏觀世界固然精彩，但隱藏在物質結構深處的微觀世界，更是塑造我們賴以生存的物質基礎，蘊藏著無窮的奧秘。電子顯微鏡，作為一項革命性的成像技術，徹底突破瞭光學顯微鏡的衍射極限，將我們帶入瞭一個前所未有的微觀維度，讓我們得以窺探原子、分子乃至更精細的結構，極大地推動瞭科學研究和技術發展的進程。 本書旨在全麵深入地介紹電子顯微技術的核心原理、關鍵技術及其在各個前沿領域的廣泛應用。我們將從電子顯微鏡的基本構成入手，詳細解析不同類型顯微鏡的工作機製，並重點闡述電子與物質相互作用的物理過程。在此基礎上，本書將深入探討電子顯微技術的成像原理、圖像形成過程以及分辨率的限製因素。隨後，我們將聚焦於現代電子顯微技術的關鍵發展，包括高分辨率成像、三維重構、樣品製備技術以及先進的分析方法。最後，本書將以前沿應用為導嚮，展示電子顯微鏡在材料科學、生命科學、物理學、化學、地質學、半導體工業等眾多學科領域的傑齣貢獻，並展望該技術未來的發展趨勢。 第一章：電子顯微鏡的基本原理 本章將為讀者構建電子顯微技術的基礎認知。我們將首先追溯電子顯微鏡的發明曆程，簡要迴顧其對科學發展的曆史性意義。接著，我們將詳細解析電子顯微鏡的核心組成部分，包括電子槍（作為電子束的源）、電磁透鏡（用於聚焦和控製電子束）、樣品室（放置待觀察樣品）以及探測器（用於收集和記錄相互作用産生的信號）。 在此基礎上，我們將深入探討電子與物質相互作用的物理機製。當高能電子束轟擊樣品時，會發生一係列復雜的相互作用，産生多種信號，如透射電子、散射電子、二次電子、俄歇電子、X射綫等。這些信號攜帶著樣品微觀結構、元素組成、晶體結構等豐富信息。本章將詳細闡述不同信號的産生機理，以及它們如何被不同類型的電子顯微鏡所利用。 第二章：掃描電子顯微鏡（SEM） 掃描電子顯微鏡（SEM）以其易於操作、樣品製備相對簡單、能夠提供高分辨率的錶麵形貌圖像等優點，成為應用最廣泛的電子顯微鏡之一。本章將聚焦SEM的成像原理，重點介紹二次電子（SE）成像和背散射電子（BSE）成像。SE成像主要反映樣品錶麵的形貌特徵，提供三維立體的視覺效果，適用於觀察微觀結構的細節。BSE成像則與樣品的原子序數有關，原子序數高的區域反射更多的背散射電子，呈現齣明暗對比，可用於分析樣品的元素組成分布。 本章還將介紹SEM的關鍵技術，包括電子束掃描方式、信號放大和顯示技術。我們還將討論影響SEM分辨率的因素，例如電子槍的能量、電子束的直徑、探測器的靈敏度以及樣品錶麵的導電性等。此外，本章將對不同類型的SEM進行簡要介紹，如帶有能量色散X射綫譜儀（EDS）或波長色散X射綫譜儀（WDS）的SEM，這些附件極大地拓展瞭SEM的分析能力，使其能夠進行元素定性和定量分析。 第三章：透射電子顯微鏡（TEM） 透射電子顯微鏡（TEM）是能夠實現原子級分辨率成像的電子顯微鏡。與SEM不同，TEM中的電子束穿過極薄的樣品，通過分析穿透的電子束的衍射和散射信息來形成圖像。本章將深入解析TEM的成像原理，包括明場像、暗場像和高分辨透射電子顯微鏡（HRTEM）成像。明場像提供樣品整體的透射信息，暗場像則可以突齣特定晶體的衍射點，從而顯示晶界、位錯等結構缺陷。 HRTEM是TEM中最具代錶性的技術，能夠直接觀察到原子排列的圖像，是研究晶體結構、晶界、點缺陷等微觀結構的“金標準”。本章將詳細介紹HRTEM的成像原理，包括像差的校正和圖像的解釋。此外，我們還將探討TEM在電子衍射分析中的應用，通過分析電子衍射花樣，可以確定樣品的晶體結構、晶嚮和晶格常數。本章還將簡要介紹其他類型的TEM，如掃描透射電子顯微鏡（STEM），它結閤瞭SEM和TEM的優點，能夠實現高分辨率的形貌和成分分析。 第四章：電子顯微鏡的樣品製備技術 高質量的樣品製備是獲得清晰、可靠的電子顯微圖像的前提。不同類型的電子顯微鏡以及不同性質的樣品，都需要相應的製備方法。本章將係統介紹各種電子顯微鏡的樣品製備技術。 對於SEM，樣品製備相對簡單，通常包括樣品固定、乾燥、導電處理（對於絕緣樣品）和粘貼。我們將介紹不同的固定劑和乾燥方法，以及金屬噴鍍、碳膜覆蓋等導電處理技術。 對於TEM，樣品製備則更為復雜，需要將樣品製備得足夠薄，以便電子束能夠穿透。本章將詳細介紹幾種關鍵的TEM樣品製備技術，包括： 超薄切片技術（Ultramicrotomy）： 適用於生物樣品和聚閤物等軟材料，使用專門的超薄切片機將樣品切割成納米尺度的薄片。 離子減薄技術（Ion Milling）： 適用於金屬、陶瓷等硬材料，利用惰性氣體離子束對樣品錶麵進行濺射，從而獲得極薄的樣品。 聚焦離子束（FIB）技術： 結閤瞭離子束的刻蝕能力和電子束的成像能力，能夠實現納米尺度的精確樣品製備，尤其適用於製備特定區域的薄片，以及三維重構的前期工作。 化學腐蝕和電解拋光： 用於金屬材料，通過化學反應或電化學反應去除錶麵氧化層或突齣特定結構。 本章還將討論樣品製備過程中可能遇到的問題，以及如何剋服這些問題，例如製備過程中的形變、汙染、僞影等，並強調樣品製備技術與後續成像和分析結果的緊密聯係。 第五章：電子顯微鏡的圖像分析與解讀 獲得高質量的電子顯微圖像隻是第一步，如何有效地分析和解讀這些圖像，從中提取有價值的信息，是電子顯微技術應用的關鍵。本章將聚焦於電子顯微圖像的分析與解讀。 我們將從圖像的基本特徵入手，例如分辨率、對比度、景深等，並介紹如何優化圖像參數以獲得最佳的成像效果。對於SEM圖像，我們將介紹如何分析樣品的形貌特徵，例如錶麵粗糙度、顆粒尺寸、孔隙率、裂紋等，並學習如何利用不同成像模式（SE與BSE）來獲得互補的信息。 對於TEM圖像，我們將重點介紹如何分析晶體結構，例如晶格條紋的間距和方嚮，如何識彆和分析晶界、位錯、孿晶等晶體缺陷，以及如何利用電子衍射花樣來確定晶體結構和取嚮。 本章還將介紹更高級的圖像分析技術，例如： 圖像處理技術： 包括降噪、對比度增強、銳化等，用於改善圖像質量和突齣細節。 定量圖像分析： 例如顆粒尺寸分布分析、孔隙率計算、相含量測量等，通過軟件工具對圖像進行量化分析。 三維重構技術： 利用連續的電子顯微圖像或不同角度的掃描圖像，通過計算機算法重建樣品的真實三維結構，這對於理解復雜的三維形貌和內部結構至關重要。 第六章：電子顯微技術在材料科學中的應用 材料科學是電子顯微技術應用最廣泛的領域之一，它為理解和設計新型材料提供瞭強大的工具。本章將重點介紹電子顯微技術在材料科學中的各類應用。 金屬材料： SEM和TEM被廣泛用於研究金屬材料的微觀結構，如晶粒尺寸、晶界特徵、相分布、位錯和析齣物等。這對於理解金屬的力學性能、塑性變形機製、斷裂行為以及熱處理過程至關重要。例如，利用TEM可以觀察閤金中的沉澱相，從而指導閤金的設計以獲得更好的強度和韌性。 半導體材料： 在半導體器件的研發和失效分析中，電子顯微鏡發揮著不可替代的作用。SEM用於檢查芯片錶麵的缺陷、裂紋和連接問題，而TEM則可以深入到納米尺度，觀察器件內部的層狀結構、界麵質量、雜質分布以及缺陷對器件性能的影響。 聚閤物和納米材料： SEM和TEM能夠清晰地展示聚閤物的微觀結構，如球晶、無定形區、填料分布等。對於納米材料，電子顯微鏡是錶徵其形貌、尺寸、分散性和結構的關鍵手段，例如碳納米管、石墨烯、量子點等。 陶瓷材料： 陶瓷材料的脆性使其在加工和分析中具有挑戰性，但電子顯微鏡能夠揭示其晶粒生長、晶界相、孔隙分布等微觀特徵，為提高陶瓷的性能提供指導。 復閤材料： 電子顯微鏡能夠清晰地觀察復閤材料中增強相與基體之間的界麵形貌、結閤情況以及增強相的分布，這對理解復閤材料的力學性能和失效機理至關重要。 第七章：電子顯微技術在生命科學中的應用 電子顯微鏡為我們展現瞭生命世界的微觀奇跡，揭示瞭細胞、組織和生物大分子的精細結構，極大地推動瞭生命科學的發展。本章將詳細介紹電子顯微技術在生命科學中的重要應用。 細胞生物學： TEM是研究細胞超微結構的金標準，可以清晰地觀察到細胞器（如綫粒體、內質網、高爾基體、核糖體等）的形態和內部結構，揭示細胞生命活動的場所和機製。SEM則可以觀察細胞錶麵的形態、微絨毛、縴毛等結構，研究細胞間的相互作用。 病理學與診斷： 在疾病研究中，電子顯微鏡可以觀察病變組織的細胞和分子水平的變化，有助於疾病的診斷和機理研究。例如，在病毒感染研究中，TEM可以直接觀察到病毒顆粒的形態和在細胞內的復製過程。 生物材料與組織工程： 電子顯微鏡在生物材料的錶麵形貌、孔隙結構、與細胞的相互作用等方麵提供關鍵信息，這對於設計和開發新型的生物相容性材料和組織工程支架至關重要。 生物大分子成像： 隨著技術的發展，TEM和冷凍電鏡（Cryo-EM）等技術能夠實現對蛋白質、核酸等生物大分子的三維結構解析，這在揭示蛋白質的功能、藥物設計以及分子機製研究中具有革命性意義。 第八章：電子顯微技術的其他前沿應用 除瞭材料科學和生命科學，電子顯微技術還在眾多其他領域展現齣強大的應用潛力。本章將介紹電子顯微技術在其他前沿領域的應用。 物理學： 在凝聚態物理研究中，電子顯微鏡被用於研究晶體的缺陷、磁疇結構、超導材料的微觀形貌等，為理解材料的物理性質提供微觀層麵的解釋。 化學： 電子顯微鏡可以用於催化劑的形貌錶徵，觀察催化劑的活性位點、顆粒大小和分布，以及反應過程中的結構變化，有助於催化劑的設計和優化。 地質學： 電子顯微鏡在礦物學、岩石學研究中用於分析礦物的成分、結構、成因以及微觀蝕變過程，幫助理解地球的形成和演化。 法醫學： 在法醫鑒定中，電子顯微鏡可以用於分析微量物證，如縴維、彈頭微粒、爆炸殘留物等，提供重要的鑒定信息。 環境科學： 電子顯微鏡可以用於分析環境汙染物，如空氣中的微粒、水體中的微生物、土壤中的重金屬等，為環境監測和治理提供依據。 考古學： 電子顯微鏡可以用於分析古代文物，如陶瓷、金屬器、壁畫等，揭示其製作工藝、材料成分以及材料的劣化情況，為文物保護和研究提供支持。 第九章：電子顯微技術的未來發展趨勢 電子顯微技術仍在不斷進步，新的技術和方法層齣不窮。本章將展望電子顯微技術的未來發展趨勢。 更高分辨率和更強分析能力： 隨著電子光學和探測器技術的不斷提升，未來電子顯微鏡的分辨率有望進一步提高，接近甚至達到原子探針斷層成像（APT）的水平。同時，能量損失譜（EELS）、X射綫成像等分析技術將更加集成化和高靈敏化，實現更精細的元素和化學態分析。 三維成像和原位觀察： 三維成像技術將更加成熟和便捷，能夠更全麵地展現樣品的真實結構。原位觀察技術，例如在電鏡內進行加熱、冷卻、拉伸、電化學反應等，將使我們能夠在動態過程中觀察微觀結構的變化，揭示材料和生物體係的演化機製。 人工智能（AI）與大數據在電子顯微學中的應用： AI將在圖像處理、缺陷識彆、結構解析、數據分析等方麵發揮越來越重要的作用，提高分析效率和準確性。大數據分析也將有助於從海量的電子顯微圖像數據中挖掘齣更深層次的規律。 低能耗和綠色電子顯微技術： 隨著對環境影響的關注，發展低能耗、更環保的電子顯微技術將成為一個重要的方嚮。 更廣泛的交叉應用： 電子顯微技術將與物理、化學、材料、生物、醫學、工程等學科更加緊密地結閤，催生新的研究領域和技術突破。 結語 電子顯微技術作為一門集物理學、光學、電子學、材料學和計算機科學於一體的交叉學科，為我們探索微觀世界提供瞭強大的武器。從基礎原理到前沿應用，本書力圖全麵而深入地介紹電子顯微技術的核心內容，希望能為廣大科研人員、工程技術人員以及相關專業的學生提供有益的參考。我們相信，隨著技術的不斷發展，電子顯微鏡將繼續在科學研究和技術創新中扮演越來越重要的角色，為人類認識世界、改造世界貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和圖文質量，可以說達到瞭教科書的頂級水準，閱讀體驗極為舒適流暢。我習慣於深度閱讀，對書籍的邏輯結構和術語一緻性有很高的要求。這本書在章節間的遞進關係處理得非常巧妙，從基礎的光學放大原理、電子束的産生與聚焦，到復雜的多束動態衍射理論，過渡自然，很少齣現邏輯上的斷層或概念上的跳躍。尤其值得稱贊的是，書中對高階像差的修正技術，如球差校正，講解得既有深度又不失趣味性，通過生動的比喻解釋瞭如何利用六極子透鏡來補償那些原本限製分辨率的物理瓶頸。我發現，很多中文教材在引用國際前沿成果時，要麼是翻譯腔過重，要麼是生硬地堆砌公式，而這本書明顯是經過瞭專業人士的精心組織和潤色的，其語言既嚴謹又富有學術美感。對於需要撰寫綜述或項目申請書的讀者來說，書中那些詳實的數據圖錶和嚴謹的參考文獻引用格式，本身就是極好的範本。

評分☆☆☆☆☆

這本關於電子顯微技術與應用的著作，從我這個初入此領域的研究生視角來看，簡直就是一本雪中送炭的指南。我記得剛開始接觸掃描電鏡（SEM）時，那些復雜的成像原理和參數設置簡直讓人頭疼欲裂，各種縮寫和專業術語如同迷霧一般。這本書的厲害之處就在於，它沒有將理論生硬地堆砌，而是通過大量詳實、貼近實際操作的案例，將抽象的物理過程具象化。比如，書中對不同襯度機製的解析，尤其是二次電子和背散射電子信號如何反映樣品錶麵的形貌和成分差異，講解得極為透徹。我尤其欣賞它對“陷阱”的預警，書中明確指齣瞭新手在樣品製備、真空度控製以及圖像采集過程中最容易犯的錯誤，並提供瞭立竿見影的解決方案。我個人在使用透射電鏡（TEM）進行高分辨晶格襯度分析時，常常為如何精確校準阿列式圖，並正確解讀布拉格反射斑點而苦惱，而這本書的配套圖示和步驟分解，讓我茅塞頓開，感覺自己不再是孤軍奮戰，而是有位經驗豐富的導師在旁邊手把手地指導。它不僅僅是本工具書，更像是一本幫你建立係統性思維的教科書，讓我對如何設計一個有效的顯微觀察實驗有瞭全新的認識。

評分☆☆☆☆☆

翻開這本書，我立刻感受到一股濃厚的工程實踐氣息，它完全擺脫瞭那種隻談理論不落地的學究氣。作為一個在材料失效分析一綫工作的工程師，我最看重的是如何將實驗室裏的高深技術轉化為解決實際生産問題的利器。這本書在這方麵的建樹頗高，它對各種先進的微區分析技術，例如能譜分析（EDS）和波譜分析（WDS）的定量準確性討論得非常到位。書中特彆提到瞭在微納尺度下進行元素分析時，標準物質的選擇、ZAF校正模型的局限性以及如何通過優化束斑尺寸來減少交叉汙染，這些都是教科書裏很少深入探討的“內行話”。我曾經為一個疑難的復閤材料界麵粘閤問題睏擾瞭數周，就是因為EDS譜峰重疊導緻的元素區分睏難。這本書中關於譜圖解析的章節，提供瞭一套嚴謹的排除法和對照矩陣，讓我最終鎖定瞭關鍵的脆性相。此外，書中對新型電鏡技術，比如環境掃描電鏡（ESEM）在濕態或非導電樣品原位觀察上的應用描述，也極具前瞻性，這對我未來開拓新的檢測業務領域提供瞭重要的技術儲備和信心。

評分☆☆☆☆☆

從一個對成本控製和設備維護敏感的實驗室管理者角度來看，這本書的實用價值體現在其對設備“健康管理”的關注上。電子顯微鏡是高價值精密儀器，長期的穩定運行是保障科研産齣的前提。這本書中關於真空係統維護、燈絲壽命預估、以及對磁場漂移進行周期性補償的實踐經驗，簡直就是一份寶貴的維護手冊。例如，書中詳細列舉瞭不同類型分子泵在不同操作環境下的最佳轉速區間，以及如何通過監測背景壓力和離子泵電流來提前發現泵體汙染的早期跡象。這些內容，往往是設備供應商文檔中含糊帶過或者完全缺失的部分，但卻是保證實驗數據可重復性和設備“在崗率”的關鍵。這本書的這種“前瞻性維護”的理念，幫助我優化瞭實驗室的日常巡檢流程，顯著減少瞭因突發故障導緻的實驗中斷時間，從無形中為我們節省瞭大量的科研經費和時間成本，可以說，它對提升整個研究小組的運行效率起到瞭不可替代的作用。

評分☆☆☆☆☆

對於我這種偏嚮於物理化學交叉研究背景的學者而言，理解電子束與物質相互作用的深層次機理至關重要。我發現這本書在理論深度上遠超一般操作手冊的範疇。它沒有止步於“如何操作設備”，而是深入探討瞭例如電子束沉積（E-beam Lithography）過程中的濛特卡洛模擬、不同加速電壓下電子能量損失譜（EELS）中峰形的細微變化如何反映化學價態的改變等高階議題。書中關於電子束誘導沉積和刻蝕的章節，尤其令我眼前一亮，它不僅描述瞭現象，還探討瞭光子、自由基等中間産物在過程中的動力學行為，這對於我們在設計納米器件時優化刻蝕速率和側壁光滑度具有直接的指導意義。讀完這部分內容，我感覺自己對電子束作為一種“納米級探針”的理解達到瞭一個新的高度，能夠更精確地預測和控製束流與材料的相互作用，這對於開發新型二維材料的界麵工程技術至關重要。