X-Ray and Neutron Reflectivity pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Gibaud, A. 编

出品人:

页数:348

译者:

出版时间:

价格:$ 111.87

装帧:

isbn号码:9783540885870

丛书系列:

图书标签:

X-射线反射。中子反射。表面科学。薄膜。界面。散射技术。材料科学。纳米技术。结构表征。软物质物理。

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具体描述

This book is the first comprehensive introduction to X-ray and neutron reflectivity techniques and illustrates them with many examples. After a pedagogical introduction on the interaction of X-rays and neutrons with matter, the interplay between the statistics of rough surfaces and interfaces and the scattering of radiation is considered in detail. Specular reflectivity and diffuse scattering are discussed next, in chapters 3 and 4 . The approximations are rigorously introduced and many experimental effects are discussed. The specific aspects of neutron reflectivity require separate treatment, given in chapter 5. Chapter 6 turns to X-ray reflectivity by rough multilayers. Eventually, chapter 7 introduces and discusses the by now well-established method of grazing incidence small angle X-ray scattering to investigate nanostructures. For the second edition, the material has been completely reorganized so as to meet the demand for a modern multi-author textbook for PhD students and young researchers. All chapters have further been throughly revised, updated and, where appropriate, suitably augmented. The first edition was been published as Lect. Notes Phys. m58 in the same series.

探索未知，洞察微观：一本关于前沿表征技术的深度指南在科学研究的浩瀚星辰中，理解物质最细微的结构和性质，是揭示宇宙奥秘、驱动技术革新的基石。从微观粒子的相互作用到宏观材料的界面特性，科学家们始终在寻求最精确、最灵敏的工具来“看见”那些肉眼无法企及的微小世界。一本名为《X-Ray and Neutron Reflectivity》的著作，恰恰深入探索了两种强大的技术——X射线反射率（XRR）和中子反射率（NR）——如何以前所未有的精度，揭示物质表面和界面的丰富信息。这本书并非是一本简单的技术操作手册，它更像是一次思维的旅行，带领读者走进X射线和中子反射率这两门学科的核心。它系统地阐述了这两种技术背后的物理原理，从经典的光学理论到量子力学的基础，层层剥开现象背后的本质。读者将理解，当X射线或中子束以特定角度入射到光滑的样品表面时，会发生全反射和衍射现象。正是这些精妙的衍射图案，蕴含着关于样品表面和界面的大量信息，包括厚度、密度、粗糙度，甚至是原子层面的序。在书中，X射线反射率（XRR）作为一种成熟且应用广泛的技术，被给予了充分的篇幅。作者深入浅出地解析了XRR的测量过程，从样品制备的注意事项，到实验装置的选择和优化，再到数据采集的策略。它详细介绍了XRR在各种材料科学领域的应用，例如薄膜生长、界面工程、纳米结构器件的制备和表征。读者将了解到，如何利用XRR精确测量多层膜的厚度，如何分析界面处的扩散和混合，如何评估薄膜的结晶度和取向，以及如何理解半导体、磁性材料、光学涂层等领域中至关重要的界面物理。书中可能还会穿插一些具体的案例研究，展示XRR如何在真实的研究项目中解决关键问题，例如新型太阳能电池的效率提升，高性能集成电路的制造，或者生物医学传感器的开发。与XRR相比，中子反射率（NR）则是一种更为独特的表征手段，它提供了X射线无法企及的互补信息，尤其是在探测轻元素（如氢）以及研究材料的磁性方面。这本书将详细介绍中子源的类型，例如反应堆中子源和散裂中子源，以及如何利用这些中子束进行反射率测量。它会深入讲解中子与物质相互作用的独特之处，特别是与原子核的相互作用，这使得中子探测器能够区分不同的同位素，并能对含有轻元素的样品进行精确的分析。书中还会重点阐述中子反射率在研究磁性材料界面结构、畴壁动力学、自旋电子器件等前沿领域的应用。例如，如何利用中子反射率探测磁性薄膜中的磁化强度分布，如何研究界面磁耦合的性质，以及如何理解分子层面的自组装过程。对于一些特定的样品，例如生物分子在界面的吸附行为，或者高分子材料的结构演变，中子反射率也展现出了强大的分析能力，这些内容也将包含在书中，为读者提供更广阔的视野。除了介绍这两种技术的测量原理和应用，这本书更重要的是强调了数据分析的重要性。XRR和NR的数据往往需要复杂的模型拟合才能提取出有用的信息。书中将详细介绍各种数据拟合的算法和模型，从简单的单层模型到复杂的散射长度密度（SLD）剖面模型，以及如何处理粗糙度和界面形貌对反射率曲线的影响。读者将学习如何选择合适的拟合模型，如何评估拟合结果的可靠性，以及如何理解模型参数的物理意义。一些常用的数据分析软件和技术也可能被提及，为读者提供实践的指导。更进一步，这本书可能会探讨XRR和NR与其他表征技术的联合应用，以获得更全面的信息。例如，将XRR与X射线衍射（XRD）结合，可以同时获得薄膜的厚度信息和晶体结构信息；将NR与磁力显微镜（MFM）结合，可以更深入地研究磁畴的分布和演变。通过与其他技术的协同，读者将能够更全面、更深刻地理解材料的结构、性质与性能之间的关系。这本书的结构可能不仅仅是技术的罗列，而是呈现出一系列循序渐进的学习路径。从基础概念的引入，到高级应用案例的剖析，再到对未来发展趋势的展望，都力求为读者构建一个完整且深刻的理解框架。对于初学者，它提供了坚实的基础知识；对于经验丰富的研究者，它提供了深入的见解和新的研究思路。总而言之，《X-Ray and Neutron Reflectivity》这本书，是一次深入探索物质表面和界面奥秘的旅程。它通过对X射线反射率和中子反射率这两种强大的表征技术的系统阐述，揭示了如何以纳米和原子尺度的精度，洞察材料的结构、密度、磁性以及界面上的复杂现象。这本书不仅是材料科学家、物理学家、化学家和工程师们的宝贵参考资料，更是任何对物质微观世界充满好奇、渴望揭示未知奥秘的探索者的指路明灯。它将激发读者对前沿科学的兴趣，并为他们提供解决复杂研究问题的有力工具。