納米材料分析

內(nèi)容概要

“納米科技”是指在納米尺度（0.1~100nm)上研究物質(zhì)的特性和相互作用以及利用這些特性開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品的科學(xué)與技術(shù)。本書(shū)內(nèi)容是納米科技的重要方面之一───納米檢測(cè)與表征的方法與技術(shù)。書(shū)中介紹了在納米尺度上原位研究各種納米結(jié)構(gòu)的電磁、光、熱、力學(xué)等特性；納米空間的化學(xué)過(guò)程、物理運(yùn)輸過(guò)程；以及納米空間的原子、分子的排列、組裝與其奇異的物性的關(guān)系的研究方法。包括了全部的納米材料現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)，詳述了方法原理與檢測(cè)技術(shù)，并有具體實(shí)例。本書(shū)可供從事納米材料研究與器件開(kāi)發(fā)的科技人員學(xué)習(xí)參考，亦可作為相關(guān)領(lǐng)域的研究生教材。

書(shū)籍目錄

第一章 緒論1.1 尺寸效應(yīng)1.2 納米結(jié)構(gòu)功能材料與器件的分子工程研究1.3 納米結(jié)構(gòu)分析器件參考文獻(xiàn)第二章 掃描隧道顯微術(shù)2.1 STM基礎(chǔ)知識(shí)2.2 STM實(shí)驗(yàn)方法2.3 STM應(yīng)用舉例參考文獻(xiàn)第三章 原子力顯微術(shù)3.1 AFM基礎(chǔ)知識(shí)3.2 AFM的不同操作模式3.3 納米材料研究中的AFM參考文獻(xiàn)第四章 針尖化學(xué)4.1 針尖化學(xué)的概念4.2 針尖的化學(xué)修飾方法4.3 分子間力與表面力4.4 化學(xué)力滴定4.5 表面化學(xué)識(shí)別4.6 表面化學(xué)反應(yīng)的監(jiān)測(cè)4.7 鍵能與鍵強(qiáng)度的測(cè)定4.8 化學(xué)反應(yīng)的限域4.9 單分子性質(zhì)測(cè)定參考文獻(xiàn)第五章 XPS及與其他技術(shù)組合在納米材料分析中的應(yīng)用5.1 XPS對(duì)Au(111)上4-巰基氫化肉桂酸自組裝膜的表征5.2 XPS與高分辨透射與掃描電鏡組合對(duì)納米線和納米電纜的表征5.3 XPS等研究pH對(duì)納米結(jié)晶WO3膜結(jié)構(gòu)和光致變色特性的影響5.4 角分解XPS(Angle?Resolved XPS,ARXPS)對(duì)自組裝單層(Self Assembled Monolayers,SAMs)的分析5.5 XPS等對(duì)在引發(fā)劑修飾的SAMs上進(jìn)行聚(CN-異丙基丙烯酸胺)合成的分析5.6 烷基胺和烷基硫醇對(duì)小Pt納米原子團(tuán)簇的表面修飾：XPS研究有機(jī)配體對(duì)小Pt納米原子團(tuán)簇結(jié)合能的影響5.7 用XPS峰形分析測(cè)定表面納米結(jié)構(gòu)5.8 XPS和近邊X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)對(duì)Au和Ag上含硫芳香族自組裝單層結(jié)構(gòu)的分析5.9 X射線光電子衍射(Xray Photoelectron Diffraction,XPD)對(duì)SiC和AlN外延膜多種類(lèi)型和極化性的研究參考文獻(xiàn)第六章 紫外光電子能譜在納米材料分析中的應(yīng)用6.1 第一排過(guò)渡金屬和C3原子團(tuán)簇的振動(dòng)分辨光電子能譜：MC-3（M=Sc,V,Cr,Mn,Fe,Co和Ni）6.2 UPS等對(duì)自組裝有機(jī)/無(wú)機(jī)半導(dǎo)體界面上酞菁鉛電子結(jié)構(gòu)的分析6.3 光電發(fā)射譜對(duì)單壁碳納米管束的分析6.4 角分解光電子發(fā)射分析準(zhǔn)一維導(dǎo)體Nb3Te46.5 角分解光電子能譜（ARPES）和STM等分析半導(dǎo)體表面上自組織的量子線參考文獻(xiàn)第七章 飛行時(shí)間二次離子質(zhì)譜術(shù)、電子能量損失譜和表面擴(kuò)展X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)等在納米材料分析中的應(yīng)用 7.1 飛行時(shí)間二次離子質(zhì)譜術(shù)對(duì)自組裝單層的分析7.2 電子能量損失譜在納米材料分析中的應(yīng)用7.3 表面擴(kuò)展X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)譜等對(duì)Cu(100)上自組裝納米尺度Fe島結(jié)構(gòu)和磁性的分析7.4 近邊X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)譜（NEXAFS）等對(duì)氧化硅納米原子團(tuán)的形態(tài)、光致發(fā)光和電子結(jié)構(gòu)的分析7.5 XPS等對(duì)Si納米線中表面結(jié)構(gòu)、光致發(fā)光和激發(fā)的比較研究1 參考文獻(xiàn)第八章 俄歇電子能譜在納米材料分析中的應(yīng)用8.1 引言8.2 俄歇電子能譜原理8.3 俄歇電子能譜儀的結(jié)構(gòu) 8.4 俄歇電子能譜的實(shí)驗(yàn)技術(shù) 8.5 俄歇電子能譜圖的分析技術(shù)8.6 俄歇電子能譜在納米材料研究上的應(yīng)用參考文獻(xiàn)第九章 X射線結(jié)構(gòu)分析技術(shù) 9.1 X射線衍射分析基礎(chǔ) 9.2 X射線衍射的基本理論9.3 X射線衍射裝置和實(shí)驗(yàn) 9.4 X射線衍射分析 9.5 納米材料研究中的XRD分析參考文獻(xiàn)第十章 納米材料的顆粒度分析10.1 基礎(chǔ)知識(shí)10.2 粒度分析方法 10.3 粒度分析的樣品制備10.4 粒度分析在納米材料中的應(yīng)用參考文獻(xiàn)第十一章 電子顯微分析技術(shù)11.1 透射電鏡（TEM）基礎(chǔ)知識(shí)11.2 掃描電鏡（SEM）基礎(chǔ)知識(shí)11.3 電鏡技術(shù)在納米材料研究中的應(yīng)用 參考文獻(xiàn)第十二章 振動(dòng)光譜技術(shù) 12.1 振動(dòng)光譜的基本原理12.2 納米材料的紅外吸收和拉曼散射行為12.3 幾種典型的振動(dòng)光譜實(shí)驗(yàn)技術(shù)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第一章  緒論　　作為一門(mén)新興交叉學(xué)科，納米科技對(duì)物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、材料學(xué)、電子學(xué)、力學(xué)以及微加工技術(shù)等領(lǐng)域正在產(chǎn)生具有深遠(yuǎn)意義的影響。納米科學(xué)與技術(shù)的主要任務(wù)是認(rèn)識(shí)納米尺度上物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系，建立納米結(jié)構(gòu)控制方法并探索其組裝規(guī)律，創(chuàng)造新的功能材料和器件，為多種學(xué)科的交叉與融合提供有效的平臺(tái)。納米材料的重要性取決于一個(gè)基本事實(shí)，即在納米尺度范圍內(nèi)，許多材料的物理和化學(xué)性質(zhì)隨材料尺寸減小而發(fā)生顯著變化。納米基元（即具有納米尺度結(jié)構(gòu)特征的基本單元，包括納米粒子、線／管、孑乙道和薄膜）所具備的特殊物理和化學(xué)效應(yīng)是創(chuàng)造新型功能材料與器件的重要基礎(chǔ)。另一方面，納米基元尺寸與性能的關(guān)系以及基元間的距離在很大程度上決定了許多按現(xiàn)有原理工作的器件在微型化和集成化時(shí)的極限?！　〖{米科學(xué)在20世紀(jì)80年代末進(jìn)入繁榮時(shí)期有其必然性。20世紀(jì)60年代以后，電子顯微鏡技術(shù)在材料研究中被廣泛采用，人們已可以方便地觀察材料在納米尺度上的結(jié)構(gòu)特征，對(duì)于傳統(tǒng)化學(xué)和物理方法制備的膠體粒子已可以直觀地測(cè)量其尺寸、形貌與結(jié)構(gòu)。與此同時(shí)，借助電鏡人們吃驚地發(fā)現(xiàn)一些過(guò)去被認(rèn)為是分子或絡(luò)合物的功能體系，實(shí)際上是尺寸較小的納米結(jié)構(gòu)體系。20世紀(jì)80年代初發(fā)明的掃描隧道顯微鏡技術(shù)及其衍生物（SPM）使人們可以在不太苛刻的條件下，考察材料在0.1-100nm尺度上的表面結(jié)構(gòu)。20世紀(jì)90年代初借助SPM技術(shù)已能搬動(dòng)原子組成納米結(jié)構(gòu)圖案?，F(xiàn)在使用高分辨電鏡及能譜技術(shù)進(jìn)行材料組成分析的空間分辨率已能夠達(dá)到0.5-1nm，使用聚焦離子束工作站已能夠?qū)μ技{米管等基元進(jìn)行電極焊接等微觀加工操作，使用STM已能夠研究小尺寸納米粒子的導(dǎo)電行為。　　……

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