同步輻射應(yīng)用基礎(chǔ)

前言

2008年是中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)建校五十周年。為了反映五十年來(lái)辦學(xué)理念和特色，集中展示教材建設(shè)的成果，學(xué)校決定組織編寫(xiě)出版代表中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教學(xué)水平的精品教材系列。在各方的共同努力下，共組織選題281種，經(jīng)過(guò)多輪、嚴(yán)格的評(píng)審，最后確定50種入選精品教材系列。1958年學(xué)校成立之時(shí)，教員大部分都來(lái)自中國(guó)科學(xué)院的各個(gè)研究所。作為各個(gè)研究所的科研人員，他們到學(xué)校后保持了教學(xué)的同時(shí)又作研究的傳統(tǒng)。同時(shí)，根據(jù)“全院辦校，所系結(jié)合”的原則，科學(xué)院各個(gè)研究所在科研第一線工作的杰出科學(xué)家也參與學(xué)校的教學(xué)，為本科生授課，將最新的科研成果融入到教學(xué)中。五十年來(lái)，外界環(huán)境和內(nèi)在條件都發(fā)生了很大變化，但學(xué)校以教學(xué)為主、教學(xué)與科研相結(jié)合的方針沒(méi)有變。正因?yàn)閳?jiān)持了科學(xué)與技術(shù)相結(jié)合、理論與實(shí)踐相結(jié)合、教學(xué)與科研相結(jié)合的方針，并形成了優(yōu)良的傳統(tǒng)，才培養(yǎng)出了一批又一批高質(zhì)量的人才。學(xué)校非常重視基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)的傳統(tǒng)，也是她特別成功的原因之一。當(dāng)今社會(huì)，科技發(fā)展突飛猛進(jìn)、科技成果日新月異，沒(méi)有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，很難在科學(xué)技術(shù)研究中作出重大貢獻(xiàn)。建校之初，華羅庚、吳有訓(xùn)、嚴(yán)濟(jì)慈等老一輩科學(xué)家、教育家就身體力行，親自為本科生講授基礎(chǔ)課。他們以淵博的學(xué)識(shí)、精湛的講課藝術(shù)、高尚的師德，帶出一批又一批杰出的年輕教員，培養(yǎng)了一屆又一屆優(yōu)秀學(xué)生。這次入選校慶精品教材的絕大部分是本科生基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)基礎(chǔ)課的教材，其作者大多直接或間接受到過(guò)這些老一輩科學(xué)家、教育家的教誨和影響，因此在教材中也貫穿著這些先輩的教育教學(xué)理念與科學(xué)探索精神。

內(nèi)容概要

　　《同步輻射應(yīng)用基礎(chǔ)》著重講述同步輻射應(yīng)用的基本原理及其相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)也涉及同步輻射的實(shí)驗(yàn)方法及其在一些重要領(lǐng)域的應(yīng)用。其內(nèi)容分為軟X射線和真空紫外（包括紅外）與硬X射線兩大部分，前者包括光電子能譜、真空紫外和紅外光譜、軟X射線顯微術(shù)、同步輻射光刻；后者包括X射線吸收、X射線衍射和散射。由于同步輻射應(yīng)用涉及許多學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)，考慮到許多同學(xué)在大學(xué)本科階段并未學(xué)過(guò)這些課程，《同步輻射應(yīng)用基礎(chǔ)》適當(dāng)補(bǔ)充了一些必備的量子力學(xué)、固體物理、原子光譜和X射線光學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)?！锻捷椛鋺?yīng)用基礎(chǔ)》可作為“核科學(xué)與技術(shù)”及其他與同步輻射相關(guān)學(xué)科的研究生通用教材，也可以作為初涉同步輻射人員的參考書(shū)。

書(shū)籍目錄

總序前言第1章 同步輻射光電子能譜概論1.1 量子力學(xué)的基本概念1.1.1 微觀粒子的波粒二象性1.1.2 波函數(shù)1.1.3 薛定諤方程1.1.4 氫原子能級(jí)和波函數(shù)1.1.5 定態(tài)微擾論1.1.6 含時(shí)微擾與量子躍遷1.2 固體能帶論基礎(chǔ)知識(shí)1.2.1 布洛赫定理1.2.2 倒格子和波矢1.2.3 能帶和能隙1.2.4 布里淵區(qū)1.2.5 能態(tài)密度和費(fèi)米面1.3 光電發(fā)射的物理過(guò)程1.3.1 光電激發(fā)的三步模型1.3.2 光電離截面和電子逃逸深度1.3.3 光電子能量分布曲線1.3.4 光電發(fā)射中的守恒量1.3.5 光電發(fā)射中的偏振選擇定則1.4 光電子能譜基礎(chǔ)1.4.1 光電子能譜的基本原理1.4.2 光電子能譜的實(shí)驗(yàn)裝置1.5 同步輻射光電子能譜技術(shù)1.5.1 同步輻射價(jià)帶光電子譜1.5.2 同步輻射芯能級(jí)光電子譜1.5.3 同步輻射光電子譜的工作模式第2章 軟X射線顯微術(shù)和同步輻射光刻簡(jiǎn)介2.1 軟X射線顯微術(shù)的基本概念2.1.1 引言2.1.2 顯微術(shù)與生物結(jié)構(gòu)研究2.1.3 軟X射線顯微術(shù)中光與物質(zhì)的相互作用2.2 軟X射線光學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)2.2.1 軟X射線的折射2.2.2 軟X射線的反射2.2.3 軟X射線多層膜反射鏡2.2.4 軟X射線的衍射和波帶片2.3 軟X射線接觸顯微術(shù)2.3.1 基本裝置和原理2.3.2 接觸顯微術(shù)的軟X射線源2.3.3 生物樣品顯微圖像的探測(cè)2.3.4 軟X射線接觸顯微成像實(shí)驗(yàn)方法2.3.5 接觸顯微成像的應(yīng)用2.3.6 接觸顯微成像的分辨率2.4 軟X射線成像顯微鏡2.4.1 普通透射式軟X射線成像顯微鏡2.4.2 相襯軟X射線顯微鏡2.4.3 透射式掃描軟X射線顯微成像2.4.4 軟X射線成像顯微鏡的應(yīng)用2.5 軟X射線全息顯微成像技術(shù)簡(jiǎn)介2.5.1 全息術(shù)基本概念2.5.2 軟X射線全息顯微成像技術(shù)2.5.3 軟X射線全息顯微成像技術(shù)的應(yīng)用2.6 同步輻射X射線光刻技術(shù)2.6.1 光刻技術(shù)簡(jiǎn)介2.6.2 X射線光刻的基本原理2.6.3 同步輻射x射線光刻的關(guān)鍵技術(shù)2.7 同步輻射中的LIGA技術(shù)2.7.1 MEMS和LIGA技術(shù)簡(jiǎn)介2.7.2 LIGA技術(shù)的基本原理和工藝2.7.3 LlGA技術(shù)的應(yīng)用第3章 同步輻射真空紫外和紅外光譜基礎(chǔ)3.1 固體的光學(xué)性質(zhì)3.1.1 波動(dòng)方程和光學(xué)常數(shù)3.1.2 復(fù)介電常數(shù)與光吸收3.1.3 克拉末-克朗尼格（Kramers-Kronig）關(guān)系3.1.4 吸收系數(shù)和吸收光譜3.1.5 反射系數(shù)和反射譜3.1.6 發(fā)射譜和激發(fā)譜3.2 固體光譜基礎(chǔ)3.2.1 帶問(wèn)躍遷的吸收和發(fā)射光譜3.2.2 激子光譜3.2.3 雜質(zhì)和缺陷態(tài)光譜3.2.4 稀土和過(guò)渡金屬離子光譜3.3 同步輻射真空紫外光譜技術(shù)和應(yīng)用3.3.1 同步輻射真空紫外光譜實(shí)驗(yàn)技術(shù)和裝置3.3.2 稀有氣固體激子光譜3.3.3 BaF。晶體的價(jià)帶一芯帶躍遷3.3.4 稀土光譜中的量子剪裁3.4 同步輻射紅外光譜簡(jiǎn)介3.4.1 晶格振動(dòng)的基本概念3.4.2 晶格振動(dòng)與紅外吸收3.4.3 自由載流子的紅外吸收與等離激元3.4.4 同步輻射紅外光譜技術(shù)第4章 同步輻射X射線衍射基本原理和應(yīng)用4.1 晶體結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性4.1.1 晶體的周期性結(jié)構(gòu)和性質(zhì)4.1.2 點(diǎn)陣4.1.3 晶體結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)元素和晶系4.1.4 晶胞4.1.5 晶體學(xué)點(diǎn)群和空間群4.2 x射線衍射的運(yùn)動(dòng)學(xué)理論4.2.1 Laue方程4.2.2 Bragg方程4.2.3 倒易矢量4.2.4 晶體衍射方向和倒易矢量4.2.5 收集單晶體衍射數(shù)據(jù)方法簡(jiǎn)介4.2.6 衍射強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)因子4.3 同步輻射x射線衍射應(yīng)用4.3.1 同步輻射x射線在生物大分子晶體學(xué)中的應(yīng)用4.3.2 同步輻射x射線高分辨粉末衍射4.3.3 同步輻射x射線高分辨單晶衍射4.3.4 反常散射在材料科學(xué)、小分子晶體結(jié)構(gòu)測(cè)定中的應(yīng)用第5章 x射線散射基礎(chǔ)5.1 不完整晶體的漫反射5.1.1 不完整晶體x射線衍射強(qiáng)度的普遍公式5.1.2 平均點(diǎn)陣的Bragg反射5.1.3 偏離平均點(diǎn)陣引起的漫散射5.1.4 不完整晶體的漫散衍射圖像5.1.5 位移無(wú)序和置換無(wú)序5.2 非晶態(tài)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的x射線分析5.2.1 普適x射線散射方程5.2.2 非晶態(tài)物質(zhì)徑向分布函數(shù)（RDF）5.2.3 偏分布函數(shù)的測(cè)定5.3 薄膜、多層膜的x射線反射和散射5.3.1 x射線在界面中的折射與反射5.3.2 折射率5.3.3 包括吸收系數(shù)的折射率5.3.4 在x射線區(qū)域的Snell公式及Fresnel方程5.3.5 均勻薄層（薄膜）的x射線反射5.3.6 多層膜的鏡面反射（SpecularReflectivity）5.3.7 有限梯度界面的反射率5.3.8 計(jì)算具有粗糙度界面及表面的反射率的一般理論第6章 X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)譜6.1 X射線吸收譜6.1.1 X射線的吸收系數(shù)6.1.2 激發(fā)原子的去激發(fā)6.1.3 電子光譜的選擇定則6.1.4 元素的特征線及吸收邊6.1.5 孤立原子的x射線吸收系數(shù)的量子力學(xué)計(jì)算（簡(jiǎn)單模型）6.1.6 x射線多極自發(fā)發(fā)射（吸收）的量子理論6.2 x射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)6.2.1 產(chǎn)生XAFS的物理機(jī)理6.2.2 x射線吸收的測(cè)量方法6.2.3 XAFS的實(shí)驗(yàn)站和實(shí)驗(yàn)技術(shù)6.3 EXAFS實(shí)驗(yàn)方法6.3.1 EXAFS產(chǎn)生的物理機(jī)理6.3.2 歸一化的EXAFS函數(shù)6.3.3 EXAFS函數(shù)的基本理論公式6.3.4 EXAFS的數(shù)據(jù)處理6.4 XAFS的應(yīng)用6.4.1 引言6.4.2 半導(dǎo)體納米微晶體CdTe的EXAFS研究6.5 XAFS實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展附錄1 X射線散射的量子理論附錄2 Gauss統(tǒng)計(jì)和Gauss積分附錄3 傅里葉變換附錄4 狄拉克（Dirac）函數(shù)

章節(jié)摘錄

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《同步輻射應(yīng)用基礎(chǔ)》由中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社出版。

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