Angewandte Oberflächenanalyse mit SIMS Sekundär-Ionen- Massenspektrometrie, AES Aufer-Elektronen-Spe pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer

作者:M. Grasserbauer

出品人:

页数:300

译者:

出版时间:1986-6-13

价格:USD 210.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9783540150503

丛书系列:

图书标签:

• 表面分析
• SIMS
• AES
• XPS
• 材料科学
• 物理
• 化学
• 分析化学
• 表面物理
• 光谱学

材料表征技术的基石：从宏观到原子尺度的精密探测 图书名称： 表面科学与材料工程前沿方法论：高分辨光谱与成像技术导论 作者： [此处留空，想象中的作者团队] 出版社： [此处留空，想象中的专业科技出版社] 内容概述 本书旨在为材料科学、化学、物理学以及相关工程领域的研究人员、高级本科生和研究生提供一套全面而深入的现代材料表面与薄膜分析技术指南。本书的重点聚焦于利用高分辨率电子光谱学和离子束技术探究材料的元素组成、化学态、电子结构以及形貌特征，这些技术是理解材料性能与设计新功能材料的关键基础。 本书的叙事逻辑遵循从基础物理原理出发，逐步深入到具体仪器操作、数据解析和实际应用案例的路径。我们摈弃了对单一成熟技术的过度侧重，转而构建一个跨越多种互补性分析手段的综合性框架，以应对当前材料研究中日益复杂的分析需求。 第一部分：分析物理基础与仪器设计原理 本部分奠定了理解所有高级表面分析技术所需的基础物理概念，确保读者不仅能操作仪器，更能理解其背后的科学逻辑。 第一章：真空技术与超高真空环境的建立 表面分析的先决条件是建立清洁、稳定的分析环境。本章详细阐述了分子流理论、真空泵浦系统（包括涡轮分子泵、离子泵和低温泵的性能比较）、真空度监测方法（如皮兰规、电离规和冷阴极规的适用性），以及如何控制和消除残余气体对分析结果的干扰。特别关注了表面污染物的动态演化过程。 第二章：粒子与物质的相互作用 核心章节，深入探讨了不同能量范围的入射粒子（电子、离子、X射线光子）在固体材料中产生的相互作用。重点分析了弹性与非弹性散射过程、次级粒子（如次级电子、次散射离子、特征X射线）的产生机制、逃逸深度理论以及角度依赖性对表面敏感度的影响。本章将详细论述“信息深度”的概念及其在确定分析层位上的重要性。 第三章：光谱仪器的基本设计与优化 本章转向分析仪器学的核心——能量色散与角度选择性。详细介绍了几何光学在电子和离子能量分析器（如半球形分析器、CMA、PMA）中的应用，分析了分辨率、传输效率与通量之间的权衡。讨论了如何设计和优化离子源（如离子枪的聚焦与束流稳定性）和电子源（如热阴极、场发射电子枪）以满足特定实验要求。 第二部分：高精度电子与光子激发分析技术 本部分聚焦于利用电子和光子作为探针，进行精确的元素识别和化学键态分析。 第四章：电子能量损失谱（EELS）与低能电子衍射（LEED） EELS作为一种高灵敏度的元素分析技术，本章重点讲解了电子能量损失谱的精细结构（ELNES/IONES）与轨道电子的激发。同时，详细阐述LEED在研究表面晶体结构、重建模型和表面缺陷方面的应用。内容涵盖了布洛赫波理论在LEED中的应用以及如何从布洛赫因子计算表面带结构。 第五章：X射线光电子能谱（XPS）的高级应用与数据处理 本章超越了基础的元素识别，深入探讨XPS在确定化学环境和氧化态方面的能力。详细介绍了激发源的选择（单色化X射线与非单色化源的比较）、谱峰的精细结构分析（如自旋-轨道耦合分裂）、峰形拟合（高斯-洛伦兹函数、Doniach-Šunjić不对称性）以及如何利用X射线诱导的俄歇峰（X-Auger）进行辅助分析。对深度信息获取（如通过变角XPS）的技术限制和优化策略进行了深入讨论。 第六章：俄歇电子能谱（AES）的空间分辨能力与定量分析 AES在提供纳米级空间分辨率方面具有独特优势。本章侧重于电子束的聚焦技术、扫描成像的建立以及多通道电子倍增器阵列（MEG）在加速数据采集方面的作用。定量分析部分将详细讨论如何通过相对敏感因子（RSF）和标准样品进行校准，重点分析了样品充电效应的校正技术。 第三部分：离子束激发分析与表面形貌探测 本部分专注于利用离子束与物质相互作用产生的信号，进行超痕量分析和三维/表面形貌研究。 第七章：离子激发的过程与中性粒子分析 本章全面覆盖了离子轰击诱导的现象。详细介绍了溅射过程的物理机制，包括能量转移、损伤层形成以及非弹性过程。重点讨论了二次离子发射（Secondary Ion Emission）的机理，包括化学效应和矩阵效应。此外，本章还涵盖了与表面分析相关的中性粒子分析技术，如激光解吸电喷雾电离（LDI/DESI）在质谱成像中的初步应用。 第八章：高分辨扫描探针技术与表面形貌表征 本部分侧重于在原子尺度上对表面形貌和局部电势进行成像。详细介绍了原子力显微镜（AFM）的成像模式（接触、轻敲、非接触模式）及其在测量粗糙度、识别表面缺陷和探究局部机械性能方面的潜力。讨论了静电力显微镜（EFM）和开针电势测量（KPFM）在分析表面电荷分布和势垒高度中的应用。 第九章：数据处理与交叉验证策略 现代表面分析往往依赖于多种技术的互补。本章提供了一套系统的多技术数据融合和交叉验证流程。讨论了如何使用不同分析深度和敏感度的技术（例如，结合XPS的元素敏感性和扫描探针的形貌信息）来构建更可靠的材料界面模型。强调了标准物质选择、基线扣除、能量标定以及不确定度评定在确保数据可靠性中的关键作用。 总结与展望 本书通过对多种先进分析手段的系统性阐述，旨在培养读者对材料表面现象进行多维度、多尺度、高精度研究的能力。它不仅是技术手册，更是对现代材料科学研究范式的深刻洞察，引导读者从单一的元素信号中解读出复杂的物理和化学信息，为下一代功能材料的开发奠定坚实的分析基础。

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