內容大鋼
物質在納米尺度下表現出的奇異現象和規律將改變相關理論的現有框架,使人們對物質世界的認識進入到嶄新的階段。在微/納米尺度對樣品進行測量、操控、加工,成為分析和構建新的納米材料、結構和器件不可或缺的途徑。在微、納米尺度上利用「自下而上(bottom-up)」和「自上而下(top-down)」的微納加工方法對微納米材料、器件等進行微結構表徵、操縱、控制、加工等,測量其力、熱、光、電、磁等低維物理特性,開展相關基礎理論、方法研究和設備改造、研製,對納米科技的發展具有重要的意義。本書主要包括掃描電子顯微學、透射電子顯微學、聚焦離子束和電子束納米加工技術、氫離子顯微學等的基礎理論,通過一些典型的應用介紹如何運用這些方法實施對材料及其結構的表徵、加工等。
作者介紹
編者:王榮明|責編:尹照原
王榮明,北京科技大學教授,國家「百千萬人才工程」入選者,被授予「有突出貢獻中青年專家」榮譽稱號,享受國務院政府特殊津貼。1991年和1994年在北京大學獲得理學學士和碩士學位,1997年在北京航空材料研究院獲得工學博士學位。2004?2005年在美國加州大學伯克利分校勞倫斯國家實驗室做訪問學者,2005?2015年在北京航空航天大學物理學院任教授。2014?2018年任北京科技大學數理學院院長,現任北京科技大學融合創新研究院常務副院長、磁光電複合材料與界面科學北京市重點實驗室主任、北京材料基因工程高精尖創新中心團隊負責人。兼任英國物理學會學術期刊JPhys D:Appl Phys雜誌的Section Editor, Prog Nat Sci-Mater, /OP SciNotes等9個學術期刊編委,以及中國材料研究學會常務理事等。長期從事先進材料的界面精細結構設計、調控、表徵和物理性質研究。承擔科技部、國家自然科學基金委、教育部、北京市的各類科研項目20余項。提出了一種定量、原位表徵複雜體系材料三維原子結構的方法,發展了磁性金屬-貴金屬納米顆粒的可控製備方法,開展了磁、光功能材料在能源等領域的應用研究。在包括Nat Catal, Phys Rev Lett, Adv Mater, Angew Chem Int Edit, Nano Lett, Nano Energy等刊物上發表SCI學術論文200余篇,被引用超過10000次,H因子53;已出版學術著作4部;在國際、全國學術會議上做大會報告、Keynote報告和Invited報告60余次。曾獲國家自然科學獎二等獎、教育部自然科學獎一等獎、中國材料研究學會科學技術獎一等獎、茅以升北京青年科技獎、北京市優秀博士學位論文指導教師、「中國發明創業獎·人物獎」、「科學中國人(2012)年度人物」等獎項和榮譽。
目錄
1 Electron / Ion Optics
1.1 General ray diagram of TEM
1.2 Electron sources
1.3 Optics
1.4 Detectors
1.5 Ion optics
2 Scanning Electron Microscopy
2.1 Introduction
2.2 Fundamentals of the SEM
2.3 Analytical capabilities of the SEM
3 Transmission Electron Microscopy
3.1 Introduction
3.2 High-resolution transmission electron microscopy imaging
3.3 A new approach to image analysis in HRTEM
3.4 Focal series reconstruction
3.5 Convergent beam electron di raction
3.6 Lorentz electron microscopy
3.7 Electron holography
4 Scanning Transmission Electron Microscopy (STEM)
4.1 Introduction
4.2 The Principle of reciprocity
4.3 Principle of STEM imaging
4.4 HAADF imaging
4.5 ABF imaging
4.6 Scanning Moir e fringe imaging
4.7 Application on micro-area analysis
4.8 Discussion and conclusion
5 Spectroscopy
5.1 Introduction
5.2 Principle of EDS and EELS
5.3 EDS+TEM and EDS+STEM
5.4 EELS-TEM
5.5 EELS-STEM and applications
5.6 Spectrum imaging
6 Aberration Corrected Transmission Electron Microscopy and Its Applications
6.1 Basics of aberration correction
6.2 Aberration corrected electron microscopy
6.3 Applications of aberration corrected electron microscopy
7 In Situ TEM: Theory and Applications
7.1 In situ TEM observation of deformation-induced structural evolution at atomic resolution for strained materials
7.2 In situ TEM investigations on Ga/In ˉlled nanotubes
7.3 In situ TEM electrical measurements
7.4 Several advanced electron microscopy methods and their applications on materials science
8 Helium Ion Microscopy
8.1 Introduction
8.2 Principles
8.3 Imaging techniques
8.4 Applications
8.5 Current / Future developments
8.6 Conclusion