Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths

Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:North Holland
作者:Karl A. Gschneidner
出品人:
页数:604
译者:
出版时间:1993-07-01
价格:USD 395.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9780444897824
丛书系列:
图书标签:
  • 稀土
  • Rare Earths
  • Physics
  • Chemistry
  • Materials Science
  • Condensed Matter Physics
  • Spectroscopy
  • Magnetism
  • Luminescence
  • Chemical Physics
  • Inorganic Chemistry
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具体描述

The first chapter focuses on one aspect of one of the most stimulating topics in the whole of lanthanide science: the dual valence state elements Ce, Pr and Tb (valences of 3 and 4) and Sm, Eu, Tm and Yb (valences of 2 and 3). The authors bring us up to date on the status of our knowledge of valence fluctuation and heavy fermion 4f systems as gleaned from neutron scattering experiments. The major topics include cerium-based valence fluctuation systems, cerium-based heavy fermion materials and ytterbium-based materials. The remaining quarter of the chapter deals with samarium-, europium- and thulium-based systems.

The next chapter deals with the thermal conductivity of rare earth containing materials and is the first major review on this topic. A great deal of information can be obtained on the electrical and magnetic nature of these solids, because of the varied response of the thermal conductivity to long range magnetic order, spin glass behavior, heavy fermions and Kondo lattices, crystalline electric fields, and superconductivity in metallic systems. The thermal conductivity of insulators and semiconductors is also reviewed.

The third and fourth chapters deal with special classes of materials rather than measuring techniques as found in the first two chapters and the last one of this volume. The authors discuss the chemistry, structure, electrical, magnetic and thermal behaviors, spectroscopic (vibrational, ultraviolet-visible and Mössbauer) properties, and luminescence of pyrochlores.

The longest chapter in this book deals with the crystal structures of approximately 100 of the ˜225 known minerals. These minerals were grouped into five classes based on the types of anionic groups found in the various structures. Within each class the minerals are arranged by the sizes of the anionic groups (isolated groups, chains, sheets or plates, and three-dimensional frameworks). The chapter is well illustrated with drawings of the structures and anion coordination polyhedra around the rare earth ion.

The last chapter is concerned with appearance potential spectroscopy (APS), which measures the probability for electronic excitation of a core level as a function of the incident electron energy. This is a technique which in the future may be accepted as a popular analytical tool for the material characterization of surfaces.

新书推介:材料科学与工程前沿探索 书名: Advanced Functional Materials: Synthesis, Characterization, and Applications 作者: 诸位领域顶尖学者,多位诺贝尔奖得主及图灵奖得主联合主编 出版社: 寰宇学术出版社 (Global Academic Press) 出版日期: 2024年秋季 --- 内容简介: 《Advanced Functional Materials: Synthesis, Characterization, and Applications》是一部里程碑式的专著,旨在系统梳理和深入探讨当代材料科学与工程领域最前沿的研究热点与技术突破。本书汇集了来自全球顶尖研究机构的权威专家智慧,聚焦于如何设计、制备具有特定、可控功能的先进材料,并详细阐述了先进的表征技术以及它们在未来高新技术中的实际应用。本书内容横跨凝聚态物理、化学、工程学、电子信息以及生物医学等多个交叉学科领域,是该领域研究人员、工程师、高级学生及政策制定者的必备参考书。 全书共分为六个核心部分,共计三十六章,力求构建一个从基础理论到尖端应用的完整知识体系。 第一部分:新型功能材料的理论基础与设计原理 (Foundational Theories and Design Principles of Novel Functional Materials) 本部分奠定了理解和设计先进功能材料的理论基石。它不仅仅回顾了传统的能带理论和晶体场理论,更着重于引入和阐释当前主流的计算材料学方法。 核心章节包括: 第一章:密度泛函理论(DFT)在高通量材料筛选中的应用: 详细介绍了从第一性原理出发,预测材料结构、电子特性及稳定性的最新算法和软件工具包(如VASP, Quantum ESPRESSO的最新迭代)。重点讨论了如何克服范德华相互作用、强关联效应等复杂体系的计算瓶颈。 第二章:拓扑材料的能带结构与边缘态工程: 深入探讨了拓扑绝缘体、拓扑半金属的分类、拓扑不变量的计算方法。详细分析了如何通过表面或界面修饰,调控其受保护的边缘态,以实现低能耗电子传输。 第三章:机器学习与人工智能在材料发现中的范式转移: 阐述了如何利用高维数据驱动模型(如深度神经网络、高斯过程回归)来加速新的催化剂、电池电解质或高熵合金的筛选过程,并讨论了可解释性AI(XAI)在材料科学中的重要性。 第二部分:能源存储与转换材料的突破 (Breakthroughs in Energy Storage and Conversion Materials) 鉴于全球能源转型的迫切需求,本书投入大量篇幅介绍新一代高效、安全、可持续的能源相关材料。 关键技术聚焦: 第四章:固态电解质的界面化学与离子传输机制: 详细分析了硫化物、氧化物和聚合物基固态电解质的微观结构对锂离子、钠离子甚至钾离子迁移率的影响。特别关注了固-固界面处的副反应抑制技术。 第五章:钙钛矿太阳能电池的长期稳定性与缺陷钝化: 探讨了卤化物钙钛矿在湿度、光照和热应力下的降解路径。重点介绍了几种创新的表面工程和二维/三维异质结构筑方法,以期实现商业化寿命要求。 第六章:电催化与光电催化材料的设计: 涵盖了水分解(HER/OER)、二氧化碳还原(CO2RR)领域中,非贵金属基催化剂(如过渡金属氮化物、单原子催化剂)的设计策略,以及反应中间体的原位光谱表征技术。 第三部分:自旋电子学与量子计算材料 (Spintronics and Quantum Computing Materials) 本部分聚焦于利用材料的量子特性,实现信息处理与存储的革命性进步。 核心内容涵盖: 第十章:磁性拓扑材料与反常霍尔效应的调控: 深入研究了铁磁性外尔半金属和磁性拓扑绝缘体。重点解析了材料内部磁结构(如斯格明子、反斯格明子)的拓扑缺陷与电输运特性的耦合关系。 第十一章:铁电体与多铁性材料的耦合效应: 讨论了如何利用应力、电场、磁场之间的多场耦合,实现信息的超低功耗写入和读取。介绍了室温铁磁电体的最新进展及其在传感器中的应用潜力。 第十二章:量子比特载体材料与退相干抑制: 针对超导量子比特(如Nb、Al-based Josephson结)和半导体量子点(如硅基或III-V族材料)中的缺陷工程,探讨如何最小化环境噪声引起的退相干时间损失,以及新型量子存储材料的筛选标准。 第四部分:生物医学与环境功能材料 (Biomedical and Environmental Functional Materials) 本部分探讨了材料科学如何直接服务于人类健康和地球环境的可持续发展。 重点领域包括: 第十八章:可降解与生物相容性聚合物的精确合成: 讨论了用于药物缓释和组织工程支架的聚酯、聚酰胺等高分子材料的分子量分布、拓扑结构控制,以及它们在体内降解动力学的调控。 第二十章:纳米药物递送系统的界面生物学: 详细分析了脂质纳米粒(LNP)、聚合物胶束等载体表面修饰(如PEG化、靶向配体偶联)对血液循环时间、细胞内吞和跨膜转运的影响机制。 第二十三章:先进吸附与分离材料: 重点介绍了金属有机框架(MOFs)、共价有机框架(COFs)和高熵陶瓷在气体分离(如碳捕集、氢气纯化)和水净化(重金属离子、微污染物去除)中的性能优化策略,以及其大规模制备的工程化挑战。 第五部分:先进表征技术与原位/非原位分析 (Advanced Characterization Techniques and In-Situ/Operando Analysis) 本书将大量的篇幅给予先进的表征手段,强调了“看见”材料工作状态的重要性。 涵盖的技术包括: 第二十七章:高分辨率透射电子显微镜(HR-TEM)的原子尺度缺陷成像: 探讨了球差校正仪在分辨轻元素晶格、识别界面缺陷和表面重构方面的最新进展。 第二十八章:同步辐射光源下的原位光谱与衍射: 详细介绍了X射线吸收近边结构(XANES)和扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)在实时监测电池充放电过程、催化反应中间体中的应用范例。 第三十章:尖端表面分析技术: 聚焦于二次离子质谱(SIMS)、原子级深度剖析以及表面等离子体共振(SPR)技术在生物传感器和薄膜界面研究中的前沿应用。 第六部分:材料工程化与工业应用展望 (Material Engineering and Industrial Outlook) 最后一部分将视野从实验室推向工业生产,讨论了先进材料从“克”到“吨”的放大过程中的关键工程问题。 讨论的议题包括: 第三十三章:增材制造(3D打印)中的材料行为控制: 分析了激光选区熔化(SLM)、电子束熔化(EBM)过程中,快速凝固速率对材料微观组织(如枝晶结构、孔隙率)和宏观力学性能的影响。 第三十五章:智能材料系统的集成与控制: 讨论了形状记忆合金(SMA)、压电材料等如何集成到复杂的机械或电子系统中,以实现自适应和自修复功能。 本书的特色: 本书的严谨性、前沿性和跨学科性是其最大的特点。每一章节的作者都是该特定子领域的奠基人或领军人物。全书引用了近五千篇高质量的同行评审文献,并辅以大量的原创性图表、数据拟合曲线和结构示意图,确保内容的准确性和可理解性。它不仅是研究的工具书,更是激发下一代材料科学创新的催化剂。 目标读者: 材料科学、物理学、化学、电子工程、机械工程等相关专业的硕士、博士研究生;致力于功能材料研发的工业界工程师与科学家;对未来高技术材料有浓厚兴趣的高级政策分析人员与投资人。 --- (总字数约1550字)

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