《原子探针显微分析 原理和应用》求取 ⇩

前言1

第一章 基本原理1

1.1 引言1

1.2 场离子显微镜基本原理2

1.3 原子探针基本原理7

1.4 场电离和场吸附理论9

1.4.1 场电离9

1.4.2 场吸附12

1.4.3 气体供给函数13

1.4.4 全电离过程14

1.5 场蒸发和场解吸理论15

1.5.1 成像势垒模型16

1.5.2 电荷交换 (或交叉)模型18

1.5.3 原子或离子隧穿19

1.5.4 高荷电态的后电离理论20

1.5.5 合金的场蒸发20

1.5.6 场腐蚀21

1.5.7 惰性气体对场蒸发速率的影响22

1.5.8 场蒸发速率对电场和温度的依赖性23

1.6 离子光学和一些有关问题26

1.6.1 电场分布26

1.6.2 离子轨迹28

1.6.3 放大率30

1.6.4 成像投影32

1.6.5 成像分辨率33

1.6.6 机械应力33

1.6.7 FIM的工作范围34

参考文献35

第二章 样品制备技术41

2.1 一般考虑因素41

2.2 基料制备42

2.2.1 金属丝43

2.2.2 金属胡须45

2.2.3 片、带及表面层45

2.2.4 连接安装47

2.3 电化学及化学抛光法48

2.4 微抛光及脉冲抛光52

2.5 离子研磨54

2.5.1 一般离子研磨法54

2.5.2 精密离子研磨56

2.5.3 场离子显微镜中的原位重磨56

2.6 其它方法56

2.6.1 用外延层制备样品56

2.6.2 火焰抛光57

2.6.3 机械法58

2.7 清洁和除气过程58

2.8 FIM样品表面层的形成59

2.9 注入及辐照材料60

2.10 光学及电子显微镜检验61

参考文献62

第三章 场离子显微镜67

3.1 引言67

3.2 图像译释67

3.2.1 纯元素67

3.2.2 有序合金和化合物74

3.2.3 无序固液体77

3.2.4 不同相的衬度80

3.2.5 三维剖析86

3.3.1 点缺陷88

3.3 晶格缺陷产生的衬度88

3.3.2 位错和堆积缺陷89

3.3.3 界面91

3.3.4 空位和微孔94

3.4 人工形成物96

3.5 计算机模拟98

3.5.1 薄壳模型和键模型99

3.5.2 调制微结构特征尺寸的测量100

参考文献101

第四章 原子探针类型104

4.1 引言104

4.2 飞行时间原子探针104

4.3 能量补偿原子探针109

4.4 磁偏转扇形原子探针113

4.5 成像原子探针115

4.5.1 场离子模式121

4.5.2 质谱模式121

4.5.3 场解吸模式122

4.5.4 时间选通模式123

4.5.5 斜坡模式124

4.5.6 场离子层面图124

4.6 脉冲激光原子探针125

4.7 三维原子探针128

4.8 组合装置133

参考文献134

第五章 仪器136

5.1 引言136

5.2 真空系统138

5.2.1 真空与真空泵系统138

5.2.2 样品传递系统138

5.2.3 成像气体138

5.3 样品架140

5.4 样品冷却系统141

5.5 高电压系统142

5.5.1 高压脉冲源144

5.5.2 50Ω负载及其输出147

5.6.1 微通道板和荧光屏149

5.6 场离子成像系统149

5.6.2 探孔151

5.6.3 像记录与处理151

5.7 静电透镜152

5.7.1 Einzel透镜152

5.7.2 能量补偿(或称Poschenrieder)透镜152

5.8 单原子检测器156

5.8.1 微通道板检测器156

5.8.2 通道电子倍增检测器158

5.8.3 铜-铍栅检测器159

5.9 成像原子探针检测器159

5.10 前置放大-甄别器159

5.11 高速数字计时系统160

5.12 微机控制计时系统161

5.13 成像原子探针时间选通系统161

5.14 脉冲激光原子探针结构164

参考文献166

第六章 原子探针分析方法及数据表示168

6.1 引言168

6.2 原子探针分析法168

6.2.1 单原子识别168

6.2.2 选区分析170

6.2.3 随机区域分析171

6.2.4 几何考虑171

6.3.1 水平方向分辨率173

6.3 空间分辨率173

6.3.2 纵深方向分辨率176

6.4. 数据表示177

6.4.1 逐个离子的质荷比显示178

6.4.2 质谱178

6.4.3 时谱179

6.4.4 符号图180

6.4.5 成分剖析181

6.4.6 梯形图181

6.4.7 累积剖析183

6.5.2 蒸发率监测184

6.5.1 离化率监测184

6.5 其它参数184

参考文献185

第七章 影响仪器性能的因素186

7.1 引言186

7.2 电压与温度186

7.2.1 原子的选择性蒸发与滞留186

7.3 电压脉冲条件191

7.3.1 离子加速计算191

7.3.2 电压脉冲最佳条件194

7.4 激光脉冲条件195

7.4.1 激光加热FIM样品过程的计算195

7.4.2 激光脉冲最佳条件196

7.5 离子积累198

7.6 蒸发速率198

7.7 脉冲重复频率199

7.8 氢化物、复合物及分子离子的形成199

7.9 成像气体的作用200

7.10 质谱仪的对中201

7.11 直线飞行时间原子探针质谱峰的解谱步骤202

7.12 质量校准202

7.13 元素含量最低检测极限205

参考文献205

8.1 引言208

第八章 原子探针数据处理208

8.2 成分确定209

8.2.1 一般考虑209

8.2.2 重叠同位素解谱210

8.3 成分剖析图211

8.3.1 单元尺寸的选择212

8.3.2 可变平均数平滑214

8.4. 时间序列分析214

8.4.1 频率分析215

8.4.2 Johnson-Klotz Markov链法216

8.4.3 平均间隔法220

8.4.4 统计联列表220

8.4.6 功率谱224

8.4.5 互相关224

8.4.7 自相关226

8.5 不同统计法比较228

8.6. 特殊分析方法230

8.6.1 有序度的测定233

8.6.2 位置占据率的测定234

参考文献236

附录238

附录一 常见英文缩写238

附录二 常用常数与变换239

附录三 立体像投影与场离子像模拟240

附录四 面间距与相对面距离250

附录五 立方晶系面间角251

附录六 立方晶系重叠位晶格(CSL)取向关系中24个角-轴对的一般形式253

附录七 20℃时元素晶体结构与晶格常数261

附录八 常见场蒸发离子荷电态262

附录九 复合离子示例264

附录十 由成像势垒模型预测元素低温蒸发场、荷电态及实验结果265

附录十一 由后电离模型预测元素在不同场强下的荷电态268

附录十二 环形棱柱电极上的电势272

附录十三 二次/三次方与四次/五次方可变平均数平滑系数275

附录十四 X2分布的上限临界值表276

附录十五 同位素丰度表278