微分析物理及其套用

《微分析物理及其套用》是2009年中國科學技術大學出版社出版的圖書，作者是丁澤軍。

基本介紹

• 書名：微分析物理及其套用
• 作者：丁澤軍
• ISBN：9787312022906
• 類別：圖書 > 科學與自然 > 化學
• 頁數：369
• 出版社：中國科學技術大學出版社
• 出版時間：2009-01-01
• 裝幀：平裝
• 開本：16

內容簡介

電子顯微學和電子束微分析、掃描探針顯微術，以及和電子束微分析關聯較多的表面分析、離子束微分析和X射線束微分析。在電子束微分析中，介紹了固體中入射電子的散射、掃描電子顯微鏡（SEM）和透射電子顯微鏡（TEM）中的微分析、固體中電子散射的蒙特卡羅模擬、TEM的像差和解析度、電子顯微像的各種襯度機制、高分辨透射電子顯微像的相位襯度傳遞函式理論和原子級（亞埃級）解析度球差校正TEM的進展。掃描探針顯微術（包括掃描隧道電子顯微術和多種原子力顯微術）異軍突起，解析度在20世紀80年代前就達到了原子級。分析表面的電子顯微術包括低能電子顯微術、光電子（發射）顯微術、反射電子顯微術和俄歇電子顯微術。離子束微分析中，介紹了入射離子束在固體中的散射、盧瑟福背散射譜、聚焦離子束儀和二次離子質譜。X射線束微分析中，介紹了同體對X射線的吸收、由此而來的光電子能譜、隨後的弛豫過程引起的俄歇電子能譜和X射線螢光譜。

目錄

前言

緒論

0.1 微分析學科的發展

0.2 學術交流的發展

0.3 學科期刊的發展

0.4 本書內容的安排

參考文獻

第1章 有關的基礎物理知識

1.1 有關的原子物理知識

1.2 有關的固體物理知識

1.3 有關的晶體衍射物理知識

參考文獻

第2章 入射電子的彈性散射和非彈性散射

2.1 處理入射電子散射的量子力學方程

2.2 入射電子的微分彈性散射截面

2.3 入射電子的非彈性散射

2.4 原子對電子的散射截面和散射平均自由程

2.5 阻止本領和非彈性散射截面

2.6 介電函式方法

2.7 低能電子的非彈性散射平均自由程

2.8 低能電子的非彈性散射和能帶結構的閾值效應

參考文獻

第3章 電子束顯微分析

3.1 掃描電子顯微鏡的主體結構與成像原理

3.2 場發射掃描電子顯微鏡的解析度

3.3 掃描電子顯微鏡的信號

3.4 SEM中二次電子和背散射電子信號的採集及其能譜

3.5 透射電子顯微鏡（TEM）中顯微像和衍射圖樣的獲得

3.6 透射電子顯微鏡（TEM）的主要部件和成像模式

3.7 掃描電子顯微像的形貌襯度

3.8 SEM中晶體取向的測定

3.9 X射線能譜（EDS）和波譜（WDS）分析

3.10 SEM中厚樣品微區成分分析方法

3.11 TEM中薄膜微區成分EDS定量分析方法

3.12 薄膜微區成分的電子能量損失譜（EEl。S）定量分析

3.13 微區成分分析的空間解析度和探測限

參考文獻

第4章 固體中電子散射的蒙特卡羅模擬

4.1 蒙特卡羅方法簡介

4.2 蒙特卡羅方法的基本原理和一般步驟

4.3 由已知機率分布進行的隨機抽樣

4.4 隨機數與贗隨機數

4.5 蒙特卡羅模擬固體中的電子散射

4.6 蒙特卡羅模擬固體中電子散射的一些結果

參考文獻

第5章 電子顯微像的像差和解析度

5.1 成像原理中常用的傅立葉變換和卷積公式

5.2 透射電子束成像

5.3 磁透鏡的像差

5.4 瑞利判據決定的顯微像的解析度

5.5 由電子束直徑決定的掃描電子顯微鏡的解析度

5.6 圖像襯度（對比度）決定的顯微鏡解析度

5.7 信息通過量密度決定的顯微鏡解析度

5.8 解析度的實驗測量

5.9 離子顯微鏡的解析度

參考文獻

第6章 電子顯微像的襯度

6.1 電子束的相干性和衍射振幅襯度

6.2 晶態和非晶態樣品的襯度

6.3 衍射（振幅）襯度像

6.4 樣品的質厚襯度和STEM中的2襯度

6.5 SEM中的各種不相干信號的襯度

參考文獻

第7章 高分辨透射電子顯微像

7.1 高分辨電子顯微像（HREM）的形成

7.2 高分辨像形成過程中的襯度傳遞函式

7.3 高分辨像的點解析度和信息解析度

……

第8章 分析表現的電子顯微術

第9章 掃描探針顯微術

第10章 入射離子束和固體的作用

第11章 入射X射線束和固體的作用

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前言

微分析（microanalysis）是在歷史悠久的顯微術（microscopy）基礎上發展起來的一門新興交叉學科，推動它發展的技術基礎是20世紀50年代以來逐漸普及的透射電子顯微術（TEM）、掃描電子顯微術（SEM）以及離子束和X射線束激發的其他顯微術。電子束微分析發展得最快，目前它的最高橫向解析度已經達到O.1 nm。離子束和X射線束微分析的橫向解析度則分別達到lum和10um量級。X射線晶體結構分析也是一種微觀分析，它的解析度已經達到O.1 nm，但它是大量X射線衍射束強度經過傅立葉變換後得到的晶胞中原子位置的解析度，不是大面積內原子位置的解析度。x射線晶體結構分析早已發展為成熟的學科，並且其分析理論也構成微分析物理的一部分理論基礎。

早期的TEM一般採用在常規的光學顯微鏡下觀測圖像的方法，即各像素同時成像方法。同時成像的優點是節省圖像的成像時間。光學成像理論也是微分析物理的一部分理論基礎。SEM採用微細的入射電子束在樣品上逐行逐點掃描各個像素時對激發出來的信號進行同步探測，即掃描成像方法。近期的TEM也可以縮小電子束斑的尺寸，採用掃描成像方法。掃描成像的優點是：可以靈活地選用入射電子束、離子柬或X射線束激發信號，而成像信號更可以在多種電子、離子和光子信號（特別是具有區分不同元素的特徵信號）中選用，如分別選擇入射電子激發的俄歇電子或特徵x射線成像。相應地，發展了多種多樣的以掃描成像為主的探測形貌、晶體結構、元素分布以及局域電子態密度的微分析方法。電子束成像分析方法的目標是，將其解析度從光學顯微術的200 nm不斷向前推進以達到原子級解析度（0.1 nm），完成人類直接觀察原子的理想。

微分析擴展了顯微術以探測樣品形貌為主的局限，把顯微術的信號種類大為擴展，得到的圖像除了形貌圖像外，還可以是透射電子衍射襯度圖像、二次電子的表面起伏形貌圖像、背散射電子的平均原子序數分布圖像、標識x射線的體元素分布圖像、俄歇電子的表面元素分布圖像，等等。

微分析突破了分析化學以定量分析大範圍材料中的元素成分為主的局限，把原子級解析度作為自己的奮鬥目標。在元素的分析方法上突破了分析化學以化學方法和光譜學方法為主的局限，引進了許多探測電子、離子和光子信號的物理方法。因此，微分析已經發展成為物理學的一個分支學科，即微分析物理。

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