Physical Principles of Electron Microscopy pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Egerton, Ray

出品人:

页数:216

译者:

出版时间:2005-8

价格:$ 123.17

装帧:HRD

isbn号码:9780387258003

丛书系列:

图书标签:

Electron Microscopy
Transmission Electron Microscopy
Scanning Electron Microscopy
Microscopy
Physics
Materials Science
Nanotechnology
Electron Optics
Image Formation
High Resolution Microscopy

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具体描述

Scanning and stationary-beam electron microscopes are indispensable tools for both research and routine evaluation in materials science, the semiconductor industry, nanotechnology and the biological, forensic, and medical sciences. This book introduces current theory and practice of electron microscopy, primarily for undergraduates who need to understand how the principles of physics apply in an area of technology that has contributed greatly to our understanding of life processes and "inner space." Physical Principles of Electron Microscopy will appeal to technologists who use electron microscopes and to graduate students, university teachers and researchers who need a concise reference on the basic principles of microscopy.

好的，以下是一份关于《Physical Principles of Electron Microscopy》的图书简介，该简介旨在详细描述其他电子显微镜领域的重要著作，避免提及您指定的原书内容，并力求自然、专业。 --- 《高分辨透射电子显微镜成像与物理解析：理论、实践与前沿应用》内容简介本书系统深入地探讨了现代高分辨透射电子显微镜（HRTEM）的成像机理、定量分析方法及其在材料科学、凝聚态物理和生命科学等前沿领域中的广泛应用。全书结构严谨，内容涵盖了从基础理论到尖端实验技术的全面知识体系，旨在为科研工作者、高级研究生以及相关工程技术人员提供一本兼具理论深度与实践指导价值的专业参考书。第一部分：电子光学与成像基础本部分首先为读者奠定了坚实的理论基础。我们从电子束的产生与控制出发，详细阐述了电子枪的类型（如场发射枪和热场发射枪）及其对电子束质量的影响。随后，重点剖析了电子显微镜的核心组件——物镜系统的设计原理和像差理论。这里，我们着重讨论了球面像差和色差的量化描述及其对成像分辨率的制约作用，并详细介绍了如何通过现代物镜消球差器（Cs校正器）来校正这些像差，实现亚埃级（sub-Ångström）的分辨率突破。成像理论方面，本书详尽地解释了透射电子束与物质相互作用的物理过程，包括弹性散射和非弹性散射。通过深入理解布拉格衍射理论和电子波在晶体中的传播，读者将掌握如何解读高分辨像中的晶格条纹信息。我们特别关注了“成像级联”过程，从样品、物镜到像平面之间的信号传递机制，用严谨的数学物理方法建立了像强度与样品结构之间的定量联系，为后续的结构解析打下了基础。第二部分：图像形成与对比度机制理解电子显微镜图像的形成机制是进行精确结构分析的前提。本部分系统梳理了不同成像模式下的对比度来源。对于明场（Bright Field, BF）和暗场（Dark Field, DF）像，我们详细分析了晶体衍射束的贡献，解释了衬度如何反映晶体缺陷、位错和晶界等微观形貌特征。在介绍高分辨像时，本书深入探讨了“焦点漂移”（Defocus）对图像的影响。通过引入对比度传递函数（Contrast Transfer Function, CTF），我们揭示了在不同离焦条件下，高频和低频信息如何在最终图像中被增强或衰减。这部分内容对于实验操作者至关重要，因为它指导了如何通过精确控制离焦量来优化图像质量，并为后续的图像重建算法提供了理论支撑。此外，本书还涵盖了电子衍射图谱的解析，包括二维（2D）和三维（3D）衍射模式的获取与解释，如何利用选区电子衍射（SAED）确定晶体取向和晶带轴。第三部分：定量结构解析技术现代电子显微镜已不再仅仅是“看”的工具，更是“量”的探测器。本部分聚焦于如何从原始图像数据中提取精确的结构信息。原子尺度的三维重建：我们详细介绍了球差校正TEM在三维结构解析中的应用。这包括倾转束技术（Convergent Beam Electron Diffraction, CBED）的原理与应用，如何利用CBED图案确定晶体的空间群和点群对称性。对于非晶或弱晶材料，我们探讨了层析成像（Electron Tomography）的方法论，包括样品制备的挑战、数据采集策略（如高角度环状暗场信号HAADF层析）以及先进的迭代重建算法，实现了对纳米颗粒、细胞器或复杂界面的真实三维空间重构。谱学分析与成分表征：除了结构成像，电子束与物质的相互作用也产生了丰富的能量和波谱信息。本书详细介绍了能量分散X射线谱学（EDX/EDS）和电子能量损失谱学（EELS）的物理基础。对于EDS，我们讨论了元素定性和定量的准确性，包括荧光机制、吸收效应和矩阵效应的校正。在EELS部分，我们深入剖析了吸收边（Absorption Edges）背后的电子结构信息，例如价态、配位数和轨道填充情况，并阐述了如何利用高信噪比的EELS谱图对原子尺度的化学环境进行表征。第四部分：样品制备与前沿应用高质量的样品是获得高质量电子显微图像的先决条件。本部分提供了关于样品制备技术的全面指导，涵盖了从机械研磨、离子抛光到聚焦离子束（FIB）薄化等多种技术，并针对不同材料体系（如半导体薄膜、金属间化合物、生物软物质）的特点给出了详细的操作建议。在应用方面，本书展示了前沿研究实例： 1. 材料缺陷分析：如何利用HRTEM和HREM技术精确识别和量化位错、堆垛层错和析出相等缺陷，并结合动力学模拟研究其演化机制。 2. 二维材料的表征：探讨了石墨烯、过渡金属硫化物等二维材料的晶格畸变、层间距测量及其在异质结构中的界面特性研究。 3. 能源材料：在锂离子电池正负极材料、催化剂纳米颗粒的电化学循环过程中，实时或准实时（in situ/operando）电子显微镜技术如何揭示材料的结构-性能演变路径。本书力求以严谨的科学态度，全面覆盖电子显微镜技术的核心理论框架和最前沿的实验技术，是致力于通过电子束探索物质微观世界的科研工作者不可或缺的工具书。