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出版者:Springer Verlag

作者:Nastasi, M.

出品人:

頁數:277

译者:

出版時間:

價格:$ 168.37

裝幀:HRD

isbn號碼:9783540236740

叢書系列:

圖書標籤:

Ion implantation
Materials synthesis
Thin films
Semiconductors
Surface modification
Materials science
Solid state physics
Nanomaterials
Ion beam technology
Materials characterization

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具體描述

Ion implantation is one of the key processing steps in silicon integrated circuit technology. Some integrated circuits require up to 17 implantation steps and circuits are seldom processed with less than 10 implantation steps. Controlled doping at controlled depths is an essential feature of implantation. Ion beam processing can also be used to improve corrosion resistance, to harden surfaces, to reduce wear and, in general, to improve materials properties. This book presents the physics and materials science of ion implantation and ion beam modification of materials. It covers ion-solid interactions used to predict ion ranges, ion straggling and lattice disorder. Also treated are shallow-junction formation and slicing silicon with hydrogen ion beams. Topics important for materials modification, such as ion-beam mixing, stresses, and sputtering, are also described.

好的，這是一份為您的圖書《離子注入與材料閤成》量身定製的、內容詳盡且避免提及該書本身的簡介。 --- 《原子尺度重構：前沿材料設計的理論與實踐》一、聚焦與展望：材料科學的全新範式本書深入探討瞭當前材料科學領域最為前沿和顛覆性的技術範式——通過精確調控原子尺度結構來設計和閤成具有特定宏觀性能的新型材料。我們正處於一個轉摺點，傳統的冶金和化學閤成方法已難以滿足高性能電子器件、生物醫學植入物以及極端環境防護塗層對材料性能的苛刻要求。本書旨在構建一個從基礎物理原理到先進工程應用的完整知識體係，為材料科學傢、工程師及研究生提供一套全麵的理論框架和實踐指導。二、核心內容模塊全書內容圍繞三個核心支柱展開：高能粒子與物質的相互作用、先進材料的結構錶徵，以及由此衍生齣的功能性材料的定製化閤成。模塊一：基本物理原理與相互作用動力學本模塊奠定瞭理解材料改性和閤成的物理基礎。我們將詳細解析高能粒子束（如電子、質子、重離子等）在固體材料中傳輸的過程。能量損失機製：深入探討洛倫茲公式、布拉格-裏德法則（Bragg-Kleeman Rule）在描述帶電粒子在固體中能量損失中的應用。重點分析電子激發現象（電子-電子相互作用）和核後效散射（電子-原子核相互作用）的相對貢獻，並引入濛特卡洛（Monte Carlo）模擬方法（如SRIM/TRIM的理論基礎）來預測粒子射程分布。晶格損傷與缺陷生成：詳細描述入射粒子如何引發晶格位移，形成初級損傷（Primary Knock-on Atom, PKA）事件。分析點缺陷（空位、間隙原子）、綫缺陷（位錯）以及麵缺陷（堆垛層錯、孿晶界）的動力學演化路徑。討論缺陷在弛豫、遷移和湮滅過程中的熱力學驅動力。束流-材料熱耦閤：探討高能束流輸入對局部溫度場的瞬態影響，分析束流束斑大小、脈衝寬度與材料熱擴散率之間的關係。對於需要精確溫度控製的工藝，我們將介紹冷卻策略和熱管理技術，以避免非預期的熔化或相變。模塊二：結構錶徵與微觀分析技術材料的性能與其微觀結構息息相關。本模塊係統性地介紹瞭用於揭示經處理或新閤成材料內部結構、成分和化學狀態的尖端錶徵技術。高分辨電子顯微學（HRTEM/STEM）：重點討論如何利用球差校正透射電鏡（Aberration-Corrected TEM）來獲取亞埃級分辨率的圖像，從而直接分辨齣原子排列、晶界結構以及納米沉澱物。著重介紹環形暗場成像（ADF）和高角度環形暗場成像（HAADF）在區分輕/重元素方麵的優勢。光譜學分析：詳述X射綫光電子能譜（XPS）和俄歇電子能譜（AES）在確定材料錶麵化學態和元素深度分布中的關鍵作用。對於材料內部的應力分析，將介紹拉曼光譜（Raman Spectroscopy）和光緻發光光譜（PL）如何反映晶格振動模式和電子能帶結構的變化。衍射技術：除瞭傳統的X射綫衍射（XRD），本書還深入探討瞭同步輻射光源下的高能X射綫衍射（HE-XRD）和背散射電子衍射（EBSD）在晶粒取嚮、織構分析和殘餘應力定量評估中的應用。模塊三：功能性材料的定製閤成與性能調控基於前述的物理機製和錶徵手段，本模塊著重於利用精確的原子級調控來實現特定功能材料的批量化或定製化閤成。半導體摻雜與缺陷工程：闡述通過束流實現亞錶麵高濃度摻雜的優勢，如實現超淺結的形成。分析高劑量注入導緻的非晶化過程，及其在製備類金剛石或非晶矽薄膜中的應用。詳細討論激活退火（Activation Annealing）的理論，以實現摻雜雜質的電學活性最大化。先進陶瓷與塗層：討論如何通過高能粒子轟擊來誘導陶瓷（如氧化鋁、氮化矽）的輻照硬化或離子束輔助沉積（IBAD）技術來製備具有優異耐磨、耐腐蝕性能的薄膜。介紹離子束輔助的熔覆技術，用於製備界麵擴散受控的復閤材料。納米結構與界麵工程：闡述如何利用束流的物理濺射效應或在材料界麵引入前驅物，來構築有序的量子點陣列或超精細閤金。探討界麵應力如何影響薄膜的宏觀力學性能，例如提高膜層與基底的附著力。新型能源材料的開發：介紹如何通過定嚮缺陷生成來改善固態電解質（如鋰離子電池中的固態電解質）的離子電導率，或如何利用輻照效應來穩定高熵閤金中的高熵態結構，以提升其在核能反應堆等高輻射環境下的穩定性。三、讀者對象與學習價值本書麵嚮材料科學、凝聚態物理、核技術工程及微電子學領域的科研人員、高級本科生及研究生。它不僅提供瞭嚴謹的理論推導，更融閤瞭大量的實驗案例和工程應用實例，幫助讀者： 1. 掌握從微觀相互作用到宏觀性能轉變的完整鏈條。 2. 熟練運用先進的計算模型來優化實驗參數。 3. 批判性地評估當前材料設計方法的局限性與發展方嚮。通過對原子尺度重構過程的深刻理解，本書將激勵讀者探索下一代高性能材料的無限潛力。