現(xiàn)代物理實(shí)驗(yàn)原理與分析儀器

目錄
前言
第1章 晶體和薄膜常見制備方法 1
1.1 晶體生長基本原理 1
1.1.1 自由能和晶體生長驅(qū)動(dòng)力 1
1.1.2 晶核的形成 3
1.1.3 晶體的生長過程 5
1.2 晶體生長方法 9
1.2.1 提拉法 9
1.2.2 光學(xué)浮區(qū)法 12
1.2.3 布里奇曼法 16
1.2.4 固相反應(yīng)法 19
1.3 薄膜生長方法 22
1.3.1 薄膜生長原理 22
1.3.2 熱蒸發(fā)鍍膜方法 25
1.3.3 電子束蒸發(fā)方法 30
1.3.4 濺射鍍膜方法 34
1.3.5 脈沖激光沉積方法 46
1.3.6 分子束外延方法 51
思考題與習(xí)題 56
主要參考書目和參考文獻(xiàn) 57
第2章 固體X射線衍射學(xué) 63
2.1 引言 63
2.2 X射線衍射基礎(chǔ)知識(shí) 64
2.2.1 X射線性質(zhì)概述 64
2.2.2 X射線的產(chǎn)生 65
2.2.3 X射線的散射 72
2.2.4 X射線的吸收 80
2.2.5 X射線衍射原理 84
2.2.6 常用衍射方法 90
2.3 晶體的X射線衍射強(qiáng)度 94
2.3.1 晶胞對(duì)X射線的散射 95
2.3.2 單晶粒對(duì)X射線的散射 99
2.3.3 粉末多晶的散射積分強(qiáng)度 103
2.3.4 影響多晶衍射強(qiáng)度的其他因素 107
2.4 X射線衍射儀結(jié)構(gòu)原理 114
2.4.1 X射線衍射儀的發(fā)展歷史概述 114
2.4.2 X射線衍射儀的結(jié)構(gòu) 116
2.4.3 X射線衍射儀的常規(guī)測量 134
2.4.4 實(shí)驗(yàn)參數(shù)誤差來源 137
2.5 X射線衍射數(shù)據(jù)處理和物相分析 143
2.5.1 粉末X射線衍射的特征數(shù)據(jù)及處理 143
2.5.2 物相的定性分析 152
2.5.3 物相的定量分析 156
2.6 衍射全譜擬合法和Rietveld結(jié)構(gòu)精修 161
2.6.1 衍射全譜擬合法 162
2.6.2 約束、限制和剛體精修 166
2.6.3 Rietveld精修定量分析方法原理 169
思考題與習(xí)題 175
主要參考書目和參考文獻(xiàn) 177
第3章 電子顯微術(shù) 180
3.1 引言 180
3.2 電子顯微分析基礎(chǔ) 182
3.2.1 光學(xué)顯微鏡的分辨率 182
3.2.2 電子波的波長 184
3.2.3 電子與物質(zhì)的相互作用 186
3.2.4 電子透鏡的基本結(jié)構(gòu)原理 196
3.2.5 電磁透鏡的像差和理論分辨距離 201
3.2.6 電子衍射 205
3.3 透射電子顯微鏡 221
3.3.1 透射電子顯微鏡的主要結(jié)構(gòu) 221
3.3.2 透射電子顯微鏡中的衍射 234
3.3.3 透射電子顯微鏡樣品準(zhǔn)備 236
3.3.4 簡單電子衍射花樣標(biāo)定 243
3.3.5 簡單電子衍射花樣的應(yīng)用 250
3.3.6 復(fù)雜電子衍射花樣 252
3.3.7 透射電子顯微鏡的圖像襯度理論 267
3.3.8 電子能量損失譜 272
3.4 掃描電子顯微鏡 283
3.4.1 掃描電子顯微鏡的發(fā)展概況 283
3.4.2 掃描電子顯微鏡的基本工作原理與儀器結(jié)構(gòu) 284
3.4.3 掃描電子顯微鏡的性能參數(shù) 290
3.4.4 掃描電子顯微鏡像的襯度形成原理 292
3.4.5 掃描電子顯微鏡的試樣制備 298
3.4.6 二次電子襯度像的應(yīng)用舉例 299
3.4.7 自旋極化掃描電子顯微鏡 300
3.4.8 背散射電子衍射分析 302
3.4.9 背散射電子衍射的應(yīng)用 304
3.4.10 電子探針顯微分析技術(shù) 309
3.4.11 掃描透射電子顯微鏡 318
思考題與習(xí)題 322
主要參考書目和參考文獻(xiàn) 325
第4章 表面物理實(shí)驗(yàn)方法 330
4.1 表面實(shí)驗(yàn)方法概述 330
4.1.1 表面譜儀概述 330
4.1.2 電子能量分析器及其性能參數(shù) 332
4.1.3 電子信號(hào)的探測和處理方法 335
4.2 低能電子衍射和反射高能電子衍射 336
4.2.1 低能電子衍射的條件 337
4.2.2 低能電子衍射實(shí)驗(yàn)裝置 346
4.2.3 低能電子衍射的實(shí)驗(yàn)方法和分析 347
4.2.4 反射高能電子衍射介紹 349
4.3 俄歇電子能譜 357
4.3.1 俄歇電子能譜的基本理論 358
4.3.2 俄歇電子能譜實(shí)驗(yàn)裝置 360
4.3.3 俄歇電子能譜特點(diǎn)和主要技術(shù)參數(shù) 361
4.3.4 俄歇電子能譜的定性分析 364
4.3.5 表面元素的定量分析 366
4.3.6 表面元素的化學(xué)價(jià)態(tài)分析 368
4.3.7 俄歇電子能譜的深度剖面分析 369
4.3.8 微區(qū)分析 370
4.4 X射線光電子能譜 373
4.4.1 引言 373
4.4.2 X射線光電子能譜的測量原理 375
4.4.3 能譜的理論計(jì)算 379
4.4.4 儀器實(shí)驗(yàn)裝置 383
4.4.5 樣品選擇和制備 390
4.4.6 X射線光電子能譜分析 391
4.4.7 X射線光電子能譜的獲得方式 395
4.4.8 X射線光電子能譜的定性和定量分析 396
4.5 掃描探針顯微鏡 401
4.5.1 掃描隧道顯微鏡 402
4.5.2 原子力顯微鏡 416
思考題與習(xí)題 426
主要參考書目和參考文獻(xiàn) 428
第5章 核物理方法 435
5.1 引言 435
5.2 正電子湮沒技術(shù) 435
5.2.1 正電子的發(fā)現(xiàn)及其物理性質(zhì) 436
5.2.2 晶體缺陷的捕獲效應(yīng)與正電子壽命譜 440
5.2.3 二態(tài)捕獲模型和理想壽命譜 448
5.2.4 正電子譜學(xué)實(shí)驗(yàn)方法 452
5.2.5 慢正電子束及其在表面物理研究中的作用 467
5.2.6 壽命譜儀在固體材料中的應(yīng)用 468
5.2.7 正電子譜學(xué)新進(jìn)展 469
5.3 穆斯堡爾譜學(xué) 470
5.3.1 穆斯堡爾譜學(xué)的基本概念 471
5.3.2 穆斯堡爾譜的實(shí)驗(yàn)方法 484
5.3.3 穆斯堡爾譜的應(yīng)用 491
思考題與習(xí)題 491
主要參考書目和參考文獻(xiàn) 492
第6章 光譜分析技術(shù) 496
6.1 引言 496
6.2 傅里葉變換紅外光譜 496
6.2.1 紅外光譜的基本概念 496
6.2.2 傅里葉紅外光譜學(xué) 510
6.2.3 紅外光譜儀的結(jié)構(gòu)組成 521
6.2.4 試樣的處理和制備 525
6.2.5 紅外光譜的應(yīng)用 526
6.3 拉曼光譜 532
6.3.1 拉曼效應(yīng)發(fā)展歷史回顧 532
6.3.2 拉曼光譜基本原理 534
6.3.3 拉曼光譜儀的組成結(jié)構(gòu) 563
6.3.4 拉曼光譜的定性和定量分析 571
6.3.5 拉曼光譜與紅外光譜比較 573
思考題與習(xí)題 574
主要參考書目和參考文獻(xiàn) 575
常用物理常量 579
元素周期表 580