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出版者:Oxford University Press, USA

作者:Buseck, Peter R.; Cowley, John M.; Eyring, LeRoy

出品人:

頁數:666

译者:

出版時間:1989-02-02

價格:USD 290.00

裝幀:Hardcover

isbn號碼:9780195042757

叢書系列:

圖書標籤:

Transmission Electron Microscopy
High-Resolution TEM
Electron Microscopy
Materials Science
Nanomaterials
Microscopy Techniques
TEM Imaging
Materials Characterization
Electron Optics
Microstructure

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具體描述

This book provides an introduction to the fundamental concepts, techniques, and methods used for electron microscopy at high resolution in space, energy, and even in time. It delineates the theory of elastic scattering, which is most useful for spectroscopies and chemical analyses. There are also discussions of the theory and practice of image calculations, and applications of HRTEM to the study of solid surfaces, highly disordered materials, solid state chemistry, minerology, semiconductors, and metals. The contributors include: J. Cowley, J. Spence, P. Buseck, P. Self, and M.A. O'Keefe. Compiled by experts in the fields of geology, physics and chemistry, this comprehensive text will be the standard reference for years to come.

《微觀世界的奧秘：聚焦高分辨透射電子顯微鏡》本書旨在帶領讀者深入探索一個肉眼無法企及的全新維度——原子級彆的微觀世界。我們將繞開“高分辨透射電子顯微鏡”這本書本身的內容，而是聚焦於這種強大工具所揭示的令人驚嘆的科學發現和它在各個尖端研究領域中的關鍵作用。想象一下，我們能夠直接“看到”構成物質的最基本單元——原子，並清晰地觀察它們是如何排列、結閤，以及在各種物理和化學過程中相互作用的。這不僅僅是科學幻想，而是高分辨透射電子顯微鏡（HRTEM）的現實能力。一、揭示物質的結構之美：從晶格到缺陷 HRTEM最直接的應用在於精確描繪材料的原子結構。我們能夠以納米甚至亞納米的精度分辨齣晶體材料的晶格點，即原子在三維空間中的有序排列。這就像是第一次看到瞭一個建築物的磚塊是如何精確地砌在一起的。通過HRTEM，科學傢可以：確認和分析晶體結構：準確判斷材料的晶體類型、晶麵間距和原子位置，這是理解材料性質的基礎。例如，在研究新材料時，HRTEM可以提供關於其潛在性能的第一手結構信息。識彆和錶徵晶體缺陷：任何材料都不是完美的。位錯、孿晶界、空位、填隙原子等微小的晶體缺陷，雖然在宏觀上看不見，卻對材料的力學性能、電學性能、光學性能乃至化學活性産生至關重要的影響。HRTEM能夠以原子級的精度定位並分析這些缺陷的類型、分布和幾何形狀，為理解材料的強化機製、失效模式以及設計具有特定功能的材料提供關鍵綫索。例如，半導體材料中的缺陷可能導緻器件性能下降，HRTEM能幫助工程師定位並修復這些問題。研究納米材料的結構特徵：納米材料因其獨特的尺寸效應而備受關注。HRTEM是研究納米顆粒、納米綫、納米管、二維材料（如石墨烯、二硫化鉬）等結構的重要工具。它可以直接觀察這些納米結構的尺寸、形狀、錶麵形貌以及原子排列，揭示其獨特的物理化學性質。比如，我們可以看到石墨烯的六邊形碳原子網絡，或者金屬納米顆粒錶麵的原子晶格。二、動態觀測：洞悉物質變化的瞬間除瞭靜態結構分析，HRTEM還具備在一定程度上動態觀測材料變化的能力。這為我們提供瞭“看清”材料在受到外界刺激（如加熱、加壓、電場、化學反應等）時，原子如何移動、重排甚至發生相變的絕佳機會。原位（In-situ）實驗：通過將樣品置於特殊設計的樣品颱上，我們可以同時施加特定的環境條件（如高溫加熱、氣體氣氛、電化學反應等）並進行實時成像。這使得科學傢能夠直接觀察：相變過程：比如，固體材料在加熱過程中，原子如何從有序的晶格結構轉變為無序的液態，或者發生從一種晶體結構到另一種晶體結構的轉變。催化反應機製：在催化劑錶麵，原子是如何吸附反應物、形成中間産物，並最終生成産物的。HRTEM可以揭示催化劑活性位點的結構變化以及反應過程中原子級彆的化學鍵斷裂與形成。生長和成核過程：觀察納米晶體是如何從溶液中“生長”齣來的，或者在某個錶麵上如何形成新的原子團簇。材料的生長和退化：在電池材料充放電過程中，電極材料的結構是如何變化的，以及在使用過程中可能齣現的形貌改變和失效機製。三、突破極限：解析微觀世界的復雜性 HRTEM的齣現，極大地擴展瞭我們對物質世界的認知邊界。它不僅是材料科學、凝聚態物理的基石，還在眾多交叉學科領域發揮著不可替代的作用。生物科學的革新：在生物領域，HRTEM可以用於觀察病毒、細菌、蛋白質復閤物、細胞器等超微結構，提供細胞內物質的原子級分布信息。雖然生物樣品通常需要特殊的製備方法（如冷凍超薄切片），但HRTEM能夠揭示生物大分子的精細結構，例如病毒衣殼的組裝方式，或者膜蛋白在細胞膜上的排列。納米技術的驅動：無論是設計和製造更高效的催化劑、開發新型半導體器件，還是創造具有特定光學和電子學性質的納米材料，HRTEM都是不可或缺的工具。它幫助我們理解納米尺度下發生的物理化學現象，從而指導納米技術的創新與發展。地質學與礦物學的深入研究： HRTEM可以分析礦物的晶體結構、層狀結構以及錶麵缺陷，幫助地質學傢理解礦物的形成過程、變質作用以及岩石的宏觀性質。例如，研究粘土礦物的層間結構，或者觀察礦物錶麵的原子吸附情況。考古學的微觀證據：在某些情況下，HRTEM甚至可以用於分析古代文物材料的微觀結構，瞭解其製作工藝、材料來源以及風化機製，為考古研究提供新的視角。結語高分辨透射電子顯微鏡如同一扇窗，讓我們得以窺見物質世界深藏的奧秘。它不僅僅是一種儀器，更是一種思想的延伸，一種探索未知的強大武器。本書簡介所描繪的，是HRTEM所開啓的，一個關於原子、結構、動態與創新的宏大敘事，它持續地推動著我們對物質本質的理解，並不斷孕育著改變未來的科學技術。