本書內(nèi)容包括原子探針的理論基礎(chǔ)、實用方面和在材料科學(xué)中的應(yīng)用三部分，第一編綜述了原子探針技術(shù)的發(fā)展歷程，介紹了原子探針的原型設(shè)備場離子顯微鏡的工作原理、圖像解釋等基本理論，重點講述了原子探針層析術(shù)的最新發(fā)展如高壓脈沖、激光脈沖和能量補(bǔ)償?shù)认嚓P(guān)技術(shù)。第二編首先講述了原子探針樣品制備的各種方法如拋光法、沉積法、高分子樣品的制備方法，重點講述了聚焦離子束技術(shù)在制備樣品中應(yīng)用。然后詳細(xì)講述了原子探針層析術(shù)的實驗方案和原子探針數(shù)據(jù)的重構(gòu)技術(shù)。
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目錄
譯者序
原書序
致謝
關(guān)鍵詞列表
符號表
第1章概述1
參考文獻(xiàn)4
第2章場離子顯微鏡5
2.1原理5
2.1.1場致電離理論5
2.1.2“看見”原子：場離子顯微鏡7
2.1.3FIM的空間分辨率10
2.2FIM的設(shè)備和技術(shù)12
2.2.1FIM設(shè)備12
2.2.2電子FIM和數(shù)字FIM13
2.2.3層析FIM技術(shù)14
2.3FIM圖像的解釋15
2.3.1純材料圖像的解釋15
2.3.2合金圖像的解釋16
2.3.3FIM的部分應(yīng)用16
2.3.4總結(jié)19
參考文獻(xiàn)19
第3章從場解吸顯微鏡到原子探針層析22
3.1原理22
3.1.1場蒸發(fā)理論22
3.1.2逐個分析原子：原子探針層析30
3.2APT的設(shè)備和技術(shù)33
3.2.1實驗設(shè)置33
3.2.2場解吸顯微鏡36
3.2.3高壓脈沖技術(shù)39
3.2.4激光脈沖技術(shù)41
3.2.5能量補(bǔ)償技術(shù)49
參考文獻(xiàn)50
第4章樣品制備56
4.1簡介56
4.1.1樣品取樣56
4.1.2試樣要求58
4.2拋光方法58
4.2.1電解拋光過程58
4.2.2化學(xué)拋光62
4.2.3安全62
4.2.4優(yōu)勢和局限性63
4.3寬離子束技術(shù)64
4.4聚焦離子束技術(shù)65
4.4.1切取法66
4.4.2挖取法69
4.4.3聚焦離子束制備樣品的最終階段76
4.4.4減少離子損傷和造成假象的方法77
4.5制備鍍膜和薄膜的沉積方法80
4.6制備有機(jī)材料的方法80
4.6.1聚合物微針尖81
4.6.2自組裝單分子膜81
4.6.3低溫制備82
4.7其他方法83
4.7.1浸入法83
4.7.2直接生長法83
4.8與樣品幾何形狀相關(guān)的問題83
4.9選擇最優(yōu)樣品制備方法指南84
參考文獻(xiàn)85
第5章場離子顯微鏡89
5.1FIM操作步驟90
5.2場離子顯微鏡的操作空間91
5.2.1成像氣體91
5.2.2溫度93
5.2.3最佳成像場93
5.2.4其他參數(shù)94
5.3總結(jié)96
參考文獻(xiàn)96
第6章原子探針層析的實驗方案98
6.1樣品對準(zhǔn)98
6.2質(zhì)譜儀99
6.2.1離子的探測100
6.2.2質(zhì)譜101
6.2.3質(zhì)譜的形成102
6.2.4質(zhì)量分辨率104
6.2.5常見假象105
6.2.6元素識別107
6.2.7成分測量110
6.2.8可探測性110
6.3操作空間111
6.3.1飛行路徑111
6.3.2脈沖分?jǐn)?shù)和基體溫度111
6.3.3選擇脈沖模式113
6.3.4脈沖率114
6.3.5檢測率114
6.4樣品失效115
6.5數(shù)據(jù)質(zhì)量評價117
6.5.1場解吸圖117
6.5.2質(zhì)譜119
6.5.3多事件121
6.6討論123
參考文獻(xiàn)124
第7章層析重構(gòu)127
7.1離子的投影127
7.1.1電場估算127
7.1.2電場分布128
7.1.3離子軌跡129
7.1.4點投影模型130
7.1.5帶有角壓縮的徑向投影132
7.1.6離子軌跡的最佳模型132
7.2重構(gòu)133
7.2.1重構(gòu)方案的基礎(chǔ)134
7.2.2Bas等的方案136
7.2.3Geiser等的方案137
7.2.4Gault等的方案138
7.2.5配備反射器的儀器138
7.2.6總結(jié)和討論139
7.3重構(gòu)的校正140
7.3.1校正重構(gòu)參數(shù)的技術(shù)140
7.3.2校正重構(gòu)的重要性144
7.3.3當(dāng)前過程的局限性146
7.4常見假象和可能的校正方法149
7.4.1軌跡像差和局部放大效應(yīng)149
7.4.2表面遷移151
7.4.3色差153
7.4.4假象對原子探針數(shù)據(jù)的影響153
7.4.5重構(gòu)的校正153
7.5原子探針層析重構(gòu)的展望156
7.5.1相關(guān)的顯微學(xué)對重構(gòu)的推進(jìn)156
7.5.2模擬法改善重構(gòu)158
7.5.3原子探針數(shù)據(jù)重構(gòu)的替代方式158
7.6APT的空間分辨率159
7.6.1簡介159
7.6.2研究方式159
7.6.3空間分辨率的定義159
7.6.4深度分辨率160
7.6.5橫向分辨率161
7.6.6空間分辨率的優(yōu)化163
7.7晶格修正164
參考文獻(xiàn)165
第8章原子探針層析的分析技術(shù)171
8.1表征質(zhì)譜171
8.1.1降低噪聲172
8.1.2量化同位素自然豐度對峰高的貢獻(xiàn)175
8.1.3空間依賴的質(zhì)峰識別177
8.1.4多重撞擊探測器事件的分析178
8.2表征化學(xué)分布180
8.2.1原子探針數(shù)據(jù)的質(zhì)量181
8.2.2隨機(jī)對比器183
8.3基于網(wǎng)格的計數(shù)統(tǒng)計185
8.3.1體元化185
8.3.2密度186
8.3.3濃度分析186
8.3.4去局域化平滑法187
8.3.5基于等濃度和等密度的可視化技術(shù)188
8.3.6一維譜線189
8.3.7基于網(wǎng)格的頻率分布分析195
8.4描述原子堆垛結(jié)構(gòu)的技術(shù)205
8.4.1最近鄰分布205
8.4.2團(tuán)簇識別算法210
8.4.3檢測效率對納米結(jié)構(gòu)分析的影響222
8.5徑向分布228
8.5.1徑向分布和對相關(guān)函數(shù)229
8.5.2溶質(zhì)短程有序參數(shù)231
8.6結(jié)構(gòu)分析233
8.6.1APT的傅里葉變換234
8.6.2空間分布圖235
8.6.3霍夫變換237
參考文獻(xiàn)239
第9章原子探針顯微學(xué)和材料科學(xué)244
9.1相成分245
9.2晶體缺陷246
9.3溶質(zhì)原子團(tuán)簇化和短程有序246
9.4沉淀反應(yīng)247
9.5長程有序248
9.6調(diào)幅分解248
9.7界面248
9.8非晶材料249
9.9原子探針晶體學(xué)249
參考文獻(xiàn)251
附錄Aχ2分布255
參考文獻(xiàn)261
附錄B拋光液和條件262
參考文獻(xiàn)264
附錄CAPT使用的文件格式265
附錄DHump模型預(yù)測的圖像272
附錄EAPT所需的晶體學(xué)基礎(chǔ)274
附錄F立體投影和常見的解吸圖280
參考文獻(xiàn)288
附錄GKingham曲線289
參考文獻(xiàn)294
附錄H元素及相關(guān)質(zhì)荷比的列表295
附錄I作為質(zhì)譜上位置函數(shù)的質(zhì)峰的可能元素身份305
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