High-Resolution Transmission Electron Microscopy

High-Resolution Transmission Electron Microscopy pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Oxford University Press, USA
作者:Buseck, Peter R.; Cowley, John M.; Eyring, LeRoy
出品人:
页数:666
译者:
出版时间:1989-02-02
价格:USD 290.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9780195042757
丛书系列:
图书标签:
  • Transmission Electron Microscopy
  • High-Resolution TEM
  • Electron Microscopy
  • Materials Science
  • Nanomaterials
  • Microscopy Techniques
  • TEM Imaging
  • Materials Characterization
  • Electron Optics
  • Microstructure
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具体描述

This book provides an introduction to the fundamental concepts, techniques, and methods used for electron microscopy at high resolution in space, energy, and even in time. It delineates the theory of elastic scattering, which is most useful for spectroscopies and chemical analyses. There are also discussions of the theory and practice of image calculations, and applications of HRTEM to the study of solid surfaces, highly disordered materials, solid state chemistry, minerology, semiconductors, and metals. The contributors include: J. Cowley, J. Spence, P. Buseck, P. Self, and M.A. O'Keefe. Compiled by experts in the fields of geology, physics and chemistry, this comprehensive text will be the standard reference for years to come.

《微观世界的奥秘:聚焦高分辨透射电子显微镜》 本书旨在带领读者深入探索一个肉眼无法企及的全新维度——原子级别的微观世界。我们将绕开“高分辨透射电子显微镜”这本书本身的内容,而是聚焦于这种强大工具所揭示的令人惊叹的科学发现和它在各个尖端研究领域中的关键作用。 想象一下,我们能够直接“看到”构成物质的最基本单元——原子,并清晰地观察它们是如何排列、结合,以及在各种物理和化学过程中相互作用的。这不仅仅是科学幻想,而是高分辨透射电子显微镜(HRTEM)的现实能力。 一、 揭示物质的结构之美:从晶格到缺陷 HRTEM最直接的应用在于精确描绘材料的原子结构。我们能够以纳米甚至亚纳米的精度分辨出晶体材料的晶格点,即原子在三维空间中的有序排列。这就像是第一次看到了一个建筑物的砖块是如何精确地砌在一起的。通过HRTEM,科学家可以: 确认和分析晶体结构: 准确判断材料的晶体类型、晶面间距和原子位置,这是理解材料性质的基础。例如,在研究新材料时,HRTEM可以提供关于其潜在性能的第一手结构信息。 识别和表征晶体缺陷: 任何材料都不是完美的。位错、孪晶界、空位、填隙原子等微小的晶体缺陷,虽然在宏观上看不见,却对材料的力学性能、电学性能、光学性能乃至化学活性产生至关重要的影响。HRTEM能够以原子级的精度定位并分析这些缺陷的类型、分布和几何形状,为理解材料的强化机制、失效模式以及设计具有特定功能的材料提供关键线索。例如,半导体材料中的缺陷可能导致器件性能下降,HRTEM能帮助工程师定位并修复这些问题。 研究纳米材料的结构特征: 纳米材料因其独特的尺寸效应而备受关注。HRTEM是研究纳米颗粒、纳米线、纳米管、二维材料(如石墨烯、二硫化钼)等结构的重要工具。它可以直接观察这些纳米结构的尺寸、形状、表面形貌以及原子排列,揭示其独特的物理化学性质。比如,我们可以看到石墨烯的六边形碳原子网络,或者金属纳米颗粒表面的原子晶格。 二、 动态观测:洞悉物质变化的瞬间 除了静态结构分析,HRTEM还具备在一定程度上动态观测材料变化的能力。这为我们提供了“看清”材料在受到外界刺激(如加热、加压、电场、化学反应等)时,原子如何移动、重排甚至发生相变的绝佳机会。 原位(In-situ)实验: 通过将样品置于特殊设计的样品台上,我们可以同时施加特定的环境条件(如高温加热、气体气氛、电化学反应等)并进行实时成像。这使得科学家能够直接观察: 相变过程: 比如,固体材料在加热过程中,原子如何从有序的晶格结构转变为无序的液态,或者发生从一种晶体结构到另一种晶体结构的转变。 催化反应机制: 在催化剂表面,原子是如何吸附反应物、形成中间产物,并最终生成产物的。HRTEM可以揭示催化剂活性位点的结构变化以及反应过程中原子级别的化学键断裂与形成。 生长和成核过程: 观察纳米晶体是如何从溶液中“生长”出来的,或者在某个表面上如何形成新的原子团簇。 材料的生长和退化: 在电池材料充放电过程中,电极材料的结构是如何变化的,以及在使用过程中可能出现的形貌改变和失效机制。 三、 突破极限:解析微观世界的复杂性 HRTEM的出现,极大地扩展了我们对物质世界的认知边界。它不仅是材料科学、凝聚态物理的基石,还在众多交叉学科领域发挥着不可替代的作用。 生物科学的革新: 在生物领域,HRTEM可以用于观察病毒、细菌、蛋白质复合物、细胞器等超微结构,提供细胞内物质的原子级分布信息。虽然生物样品通常需要特殊的制备方法(如冷冻超薄切片),但HRTEM能够揭示生物大分子的精细结构,例如病毒衣壳的组装方式,或者膜蛋白在细胞膜上的排列。 纳米技术的驱动: 无论是设计和制造更高效的催化剂、开发新型半导体器件,还是创造具有特定光学和电子学性质的纳米材料,HRTEM都是不可或缺的工具。它帮助我们理解纳米尺度下发生的物理化学现象,从而指导纳米技术的创新与发展。 地质学与矿物学的深入研究: HRTEM可以分析矿物的晶体结构、层状结构以及表面缺陷,帮助地质学家理解矿物的形成过程、变质作用以及岩石的宏观性质。例如,研究粘土矿物的层间结构,或者观察矿物表面的原子吸附情况。 考古学的微观证据: 在某些情况下,HRTEM甚至可以用于分析古代文物材料的微观结构,了解其制作工艺、材料来源以及风化机制,为考古研究提供新的视角。 结语 高分辨透射电子显微镜如同一扇窗,让我们得以窥见物质世界深藏的奥秘。它不仅仅是一种仪器,更是一种思想的延伸,一种探索未知的强大武器。本书简介所描绘的,是HRTEM所开启的,一个关于原子、结构、动态与创新的宏大叙事,它持续地推动着我们对物质本质的理解,并不断孕育着改变未来的科学技术。

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