Helium Atom Scattering from Surfaces (Springer Series in Surface Sciences) pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Springer

作者:Hulpke, E.; Benedek, G.; Celli, V.

出品人:

页数:337

译者:

出版时间:1992-07-07

价格:USD 84.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9783540546054

丛书系列:

图书标签:

Helium Atom Scattering
Surface Science
Surface Physics
Atomic Scattering
Molecular Beam Epitaxy
Vacuum Technology
Adsorption
Surface Structure
Thin Films
Surface Analysis

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具体描述

“稀薄气体与固态物质的奇妙邂逅：探索表面的微观互动” 本书并非以某本特定书籍为蓝本，而是深入探讨了稀薄气体原子，特别是氦原子，与固体表面之间一系列引人入胜的相互作用。我们将带领读者踏上一段揭示物质最基本层面行为的旅程，聚焦于原子尺度上发生的微妙而深刻的动态过程。想象一下，微小的氦原子，以其近乎惰性的化学性质和极轻的质量，轻柔地“触碰”着一块宏观的固体表面。这看似简单的互动，实则蕴含着丰富的物理信息。氦原子散射，作为一种非破坏性的探测技术，能够以前所未有的精度揭示固体表面的结构、电子态以及表面原子排列的细微差别。这本书将系统地阐述这一强大技术背后的原理，以及它如何帮助我们窥探物质世界的奥秘。我们将从最基础的层面开始，首先介绍稀薄气体原子，尤其是氦原子的独特性质。其电子结构简单，几乎不参与化学反应，这使得它成为一种理想的“探针”原子，其散射行为主要由其与表面电子云的范德华相互作用所决定。这种相互作用的性质，如其距离依赖性和强度，是理解散射现象的关键。接着，我们将深入探讨固体表面的概念。表面不同于体相，它是一个具有原子尺度不规则性的三维边界。表面原子受到不平衡的力，这导致了其与体相原子不同的电子结构和动力学行为。我们将讨论各种类型的表面，包括金属、半导体、绝缘体以及更复杂的纳米结构，并分析它们各自的表面特性。随后，我们将聚焦于氦原子散射这一核心主题。本书将详细介绍不同散射模式：弹性散射、非弹性散射以及所谓的“衍射”现象。弹性散射主要提供关于表面地形学的信息，即表面原子的三维排列。氦原子探测器的超高灵敏度，使得即使是单个原子层级的粗糙度和台阶结构，也能够被精确地绘制出来。我们还会探讨如何通过分析散射角度、能量和强度来重构表面形貌。非弹性散射则打开了另一扇了解表面电子动力学的大门。氦原子在与表面相互作用时，可能会交换能量，从而探测到表面电子的激发态、振动模式（声子）以及表面等离激元等。本书将深入解析这些非弹性散射信号的来源，并展示如何利用它们来研究表面电子结构的细节，例如表面缺陷、吸附物种对电子态的影响，甚至超导体的表面特性。衍射现象是另一种至关重要的散射模式。当氦原子以特定角度入射到高度有序的表面时，会发生类似X射线衍射的量子干涉效应，产生特征性的衍射斑点。这些衍射图样是表面晶格结构最直接的体现，能够精确地确定表面的晶向、晶格常数，以及由于表面重构、吸附物种等因素引起的表面结构变化。我们将详细讲解如何从氦原子衍射数据中提取表面结构信息。此外，本书还将讨论影响氦原子散射过程的各种因素，例如氦原子的入射能量、温度、表面温度以及表面覆盖度等。不同能量的氦原子具有不同的穿透深度和敏感度，可以用来探测不同尺度的表面特征。表面温度则会影响表面的动力学过程，如表面扩散和重构，进而改变散射信号。我们还会探讨氦原子散射在多个科学领域的实际应用。在材料科学中，它被用于研究催化剂的表面活性、薄膜的生长机制、纳米材料的结构特性。在凝聚态物理中，它为理解表面相变、量子霍尔效应、拓扑表面态等前沿现象提供了有力工具。在表面化学中，它有助于研究吸附-脱附动力学、表面反应机理。为了使读者能够更好地理解理论，本书还将包含丰富的示例，展示如何利用氦原子散射实验数据来解析真实的表面问题。这些示例将涵盖从简单的金属表面到复杂的生物分子固定化表面等多种情况。总而言之，本书将是一次关于微观世界探索的精彩旅程。通过对氦原子与表面相互作用的深入剖析，读者将能够掌握一种强大的表面科学研究工具，并解锁理解物质表面复杂性的新视角。本书的目标是为那些对表面科学、材料科学、凝聚态物理以及相关领域感兴趣的研究人员、学生和爱好者提供一个全面、深入且实用的参考。它将激发读者对原子尺度表面现象的兴趣，并鼓励他们利用先进的实验技术去探索未知的领域。