電子顯微鏡中的電子能量損失譜學

內(nèi)容概要

段曉峰等編著的《電子顯微鏡中的電子能量損失譜學》是目前國際上最主要的一本從基本原理、儀器、應用等方面對電子能量損失譜進行全面綜述的專著。作者Ravmond
F.Egerton教授是電子顯微學雜志Micron的主編，在國際顯微學界享有盛譽。全書共分五章：第一章簡要介紹了電子能量損失譜學，包括快電子與固體的相互作用、電子能量損失譜實驗技術(shù)的進展，以及和其他分析技術(shù)的比較；第二章介紹了電子能量損失譜的儀器設備的原理和能量分析與能量選擇系統(tǒng)；第三章系統(tǒng)地介紹了電子散射理論，重點討論了非彈性散射的模型和理論、外殼層和內(nèi)殼層電子激發(fā)的原子理論；第四章為能量損失譜的定量分析的原理和方法；第五章通過大量的例子介紹了能量損失譜的應用。附錄推廣了相對論下的Bethe理論，以給出有關(guān)參數(shù)化小角度內(nèi)殼層散射截面的公式，并提供了很多分析所需的計算程序源代碼和重要的物理參數(shù)，以方便讀者使用。
《電子顯微鏡中的電子能量損失譜學》可作為從事電子顯微學分析和研究的科研人員和高等院校師生的參考用書。

書籍目錄

第一章 電子能量損失譜學引論
1.1 快電子與固體的相互作用
1.2 電子能量損失譜
1.3 實驗技術(shù)的進展
1.3.1 能量選擇(能量過濾)電子顯微鏡
1.3.2 作為電子顯微鏡附件的譜儀
1.4 其他分析方法
1.4.1 離子束方法
1.4.2 入射光子
1.4.3 電子束技術(shù)
1.5 EELS和EDX的比較
1.5.1 探測極限與空間分辨率
1.5.2 對樣品的要求
1.5.3 定量化的精度
1.5.4 使用的便捷性和信息內(nèi)容
1.6 進一步的閱讀
第二章 電子能量損失譜的儀器設備
2.1 能量分析和能量選擇系統(tǒng)
2.1.1 磁棱鏡譜儀
2.1.2 能量選擇磁棱鏡裝置
2.1.3 Wien過濾器
2.1.4 電子單色器
2.2 磁棱鏡譜儀的光學系統(tǒng)
2.2.1 一階性質(zhì)
2.2.2 高階聚焦
2.2.3 像差校正譜儀的設計
2.2.4 一些實際情況的考慮
2.2.5 譜儀合軸
2.3 譜儀前置透鏡的使用
2.3.1 CTEM透鏡的配置
2.3.2 透鏡像差對空間分辨率的影響
2.3.3 透鏡像差對收集效率的影響
2.3.4 透鏡對能量分辨率的影響
2.3.5 STEM的光學系統(tǒng)
2.4 能量損失譜的串行記錄
2.4.1 探測狹縫的設計
2.4.2 串行記錄的電子探測器
2.4.3 串行采集的噪聲特性
2.4.4 信號處理與存儲
2.4.5 能量損失譜的掃描
2.4.6 重合計數(shù)
2.5 能量損失譜的并行記錄
2.5.1 自掃描二極管陣列的操作
2.5.2 間接曝光系統(tǒng)
2.5.3 直接曝光系統(tǒng)-.
2.5.4 并行采集系統(tǒng)的噪聲特性
2.5.5 二極管陣列假象的處理
2.6 能量選擇成像(ESI)
2.6.1 鏡筒后置能量過濾器
2.6.2 棱鏡一鏡面過濾器和Ω過濾器
2.6.3 STEM模式下的能量過濾
2.6.4 譜-成像
2.6.5 元素分布圖
2.6.6 能量過濾TEM和STEM的比較
2.6.7 Z比例成像
第三章 電子散射理論
3.1 彈性散射
3.1.1 一般表述
3.1.2 原子模型
3.1.3 衍射效應
3.1.4 電子通道效應
3.1.5 聲子散射
3.2 非彈性散射
3.2.1 原子模型
3.2.2 Bethe理論
3.2.3 介電性的表述
3.2.4 固態(tài)效應
3.3 外殼層電子的激發(fā)
3.3.1 體等離子體
3.3.2 單電子激發(fā)
3.3.3 激子
3.3.4 輻射損失
3.3.5 表面等離子體
3.3.6 表面反射譜
3.3.7 小粒子的表面模式
3.4 單次散射、復散射和多次散射
3.4.1 泊松定律
3.4.2 非彈性復散射的角分布
3.4.3 彈性散射的影響
3.4..4 多重散射
3.4.5 相干的雙重等離子體激發(fā)
3.5 內(nèi)殼層損失邊的背底
3.5.1 價電子散射
3.5.2 芯損失邊的拖尾
3.5.3 軔致輻射能量損失
3.5.4 復散射
3.6 內(nèi)殼層激發(fā)的原子理論
3.6.1 廣義振子強度
3.6.2 散射運動學
3.6.3 電離散射截面
3.7 內(nèi)殼層損失邊的形狀
3.7.1 損失邊的基本形狀
3.7.2 偶極選擇定則
3.7.3 復散射的影響
3.7.4 閾值能量的化學位移
3.8 近邊精細結(jié)構(gòu)(ELNES)
3.8.1 態(tài)密度解釋
3.8.2 偶極近似的有效性
3.8.3 分子軌道理論
3.8.4 多重散射(xANES)理論
3.8.5 芯激子
3.8.6 多重態(tài)與晶體場分裂
3.9 廣延能量損失精細結(jié)構(gòu)(EXELFs)
第四章 能量損失譜的定量分析
4.1 去除低能損失區(qū)的復散射
4.1.1 Fourie-log解卷積
4.1.2 Misell-Jones法和矩陣法
4.1.3 角度受限譜的解卷積
4.2 Kramers-Kronig分析
4.2.1 角度修正
4.2.2 數(shù)據(jù)外推與歸一化
4.2.3 介電函數(shù)的推導
4.2.4 表面損失的修正
4.2.5 對結(jié)果的校核
4.3 內(nèi)殼層損失邊中復散射的去除
4.3.1 Fourier-log解卷積
4.3.2 ：Fourier-ratio解卷積
4.3.3 收集光闌的影響
4.4 電離損失邊的背底擬合
4.4.1 最小二乘法擬合
4.4.2 雙窗口法
4.4.3 更復雜的方法
4.4.4 背底去除的誤差
4.5 基于內(nèi)殼層電離邊的元素分析
4.5.1 積分方法
4.5.2 部分散射截面的計算
4.5.3 對入射束會聚性的修正
4.5.4 對參考譜的MLS擬合
4.5.5 能量差分和空間差值技術(shù)
4.6 能量損失譜的廣延精細結(jié)構(gòu)分析
4.6.1 數(shù)據(jù)分析的傅里葉變換方法
4.6.2 曲線擬合步驟
第五章 能量損失譜的應用
5.1 樣品厚度的測量
5.1.1 log-ratio方法
5.1.2 絕對厚度的K-K加和定則測量
5.1.3 質(zhì)量厚度的Bethe加和定則測量
5.2 低能損失譜
5.2.1 用低能損失精細結(jié)構(gòu)鑒定物相
5.2.2 由等離子體能量測合金的組成
5.2.3 表面、界面和小粒子的表征
5.3 能量過濾像和衍射花樣
5.3.1 零損失像
5.3.2 零損失衍射花樣
5.3.3 低能損失像
5.3.4 z比例像
5.3.5 襯度調(diào)節(jié)與MPL成像
5.3.6 芯損失像和元素分布圖
5.4 利用芯損失譜的元素分析
5.4.1 氫、氦的測量
5.4.2 鋰、鈹和硼的測量
5.4.3 碳、氮和氧的測量
5.4.4 氟和較重元素的測量
5.5 空間分辨率和探測極限
5.5.1 電子光學上的考慮
5.5.2 彈性散射造成的分辨率降低
5.5.3 非彈性散射的離域性
5.5.4 統(tǒng)計上的局限性
5.6 EELS譜的結(jié)構(gòu)信息
5.6.1 電離邊的取向依賴性
5.6.2 芯損失衍射花樣
5.6.3 ELNES指紋和原子配位
5.6.4 從白線比例確定價態(tài)
5.6.5 化學位移的應用
5.6.6 廣延精細結(jié)構(gòu)的應用
5.6.7 電子-康普頓(ECOSS)測量
5.7 特定材料體系中的應用
5.7.1 碳基材料
5.7.2 聚合物與生物樣品
5.7.3 輻照損傷與鉆孔
5.7.4 高溫超導體
附錄A 相對論Bethe理論
附錄B 計算機程序
B.1 矩陣解卷積
B.2 Fourier-log解卷積
B.3 Kramers-Kronig分析法與厚度測量
B.4 Foreier-ratio解卷積
B.5 入射束會聚度的修正
B.6 類氫K殼層散射截面
B.7 修正后的類氫L殼層散射截面
B.8 參數(shù)化的K，L，M，N和0殼層散射截面
B.9 Lenz截面和復散射角分布
B.10 振子強度與散射截面間的轉(zhuǎn)換
B.11 平均能量與非彈性散射平均自由程間的轉(zhuǎn)換
附錄C 一些單質(zhì)與化合物的等離子體振蕩能量
附錄D 內(nèi)殼層能量和損失邊的形狀
附錄E 電子波長和相對論因子基本常數(shù)
參考文獻
索引
譯者后記

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