Современные методы диагностики атомного и электронного строения микро- и наноструктурированных материалов

Группа	Учебная литература
Название на русском языке	Современные методы диагностики атомного и электронного строения микро- и наноструктурированных материалов
Авторы на русском языке	Домашевская Э.П., Руднев Е.В., Терновая В.Е.
Вид издания на русском языке	учебное пособие
Издательство на русском языке	Воронеж, Издательский Дом ВГУ, 2021.

Резюме

Учебное  пособие «Методы диагностики атомного и электронного строения микро- и наноструктурированных материалов» посвящено современным  проблемам исследования атомного, электронного строения  и диагностики современных микро- и наноструктурированных материалов на атомном нано- и микро-размерном уровняхв .

Целью создания такой книги является необходимость освоения в процессе обучения студентов, аспирантов и молодых ученых различным способам  диагностики в широком смысле слова как совокупности специализированных методов исследований, направленных на изучение атомно-структурных, морфологических, топологических и оптических  характеристик  материалов.

Во введении характеризуется особое место диагностики в микро- и наномире как одном из важнейших экспериментальных способов установления закономерностей между исследуемым материалом и его функциональными свойствами на атомном, нано- и микро-размерном уровнях.

В настоящее время все большее значение приобретают фундаментальные  и прикладные исследования материалов c различными по характеру и масштабу пространственно - энергетическими неоднородностями. Это микрокристаллические, нанокристаллические, аморфные, пористые материалы, и микро- и наногетерогенные/ гетерофазные структуры, имеющие сложные профили распределения локализованных состояний на гетерограницах.

Научная значимость книги состоит в том, что диагностика таких материалов и структур на их основе, обладающих рядом уникальных свойств, представляет междисциплинарный научный интерес  не только  для физики конденсированного состояния и материаловедения, но и для сравнительно  новой индустрии наносиситем  и ее многочисленных приложений в самых различных отраслях человеческой деятельности.

Научная новизна книги состоит в том, что при изложении того или иного метода диагностики в качестве объекта для анализа используется наноматериал или наноструктура, который являлся объектом исследования опубликованной оригинальной статьи, кандидатской или докторской диссертации научной школы, возглавляемой одним из авторов данного учебного пособия. Соответствующие ссылки приведены в конце каждого параграфа.

 В первой главе учебного пособия излагаются физические основы и приводятся примеры использования методов атомно-зондовой микроскопии:  сканирующая зондовая, сканирующая туннельная микроскопия СТМ, атомно-силовая микроскопия АСМ, метод зонда Кельвина на примерах исследования морфологии нанотрубок углерода, золотых дорожек металлической разводки на диэлектрике, микро- и наноцеллюлозы.

Во второй главе  рассматриваются физические основы и примеры использования методов  электронно-зондовой микроскопии, таких как

сканирующая (растровая) электронная микроскопия СЭМ и просвечивающая электронная микроскопия ПЭМ , и рентгеноспектральный микроанализ МА на примерах исследования нанопорошка кремния, нанокристаллов диоксида олова различной модификации и гидроксиапатита.

В третьей главе сначала излагаются физические основы происхождения рентгеновского излучения и рентгеновской дифракции, а затем  методы идентификации вещества с помощью рентгенофазового анализа РФА и определение размеров микро – и нанокристаллов в системе олово-кислород методом рентгеновской дифракции РД.

Четвертая глава посвящена определению атомного состава и межатомного взаимодействия методами  рентгеновской и рентгеноэлектронной спектроскопии в поверхностных слоях образцов без их разрушения.

 Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия РФЭС (XPS-X-ray photoelectron spectroscopy) в лабораторном и синхротронном вариантах позволяет исследовать как спектры  валентных электронов, так и  химические  сдвиги  остовых уровней атомов вещества в поверхностных слоях толщиной несколько нанометров образца любого состава.

Уникальный метод ультрамягкая рентгеновская эмиссионная спектроскопия УМРЭС (UXES - ultrasoft X-ray  emission  spectroscopy) позволяет исследовать изменения распределения электронов в валентной зоне под действием химической связи в поверхностных слоях образцов толщиной порядка 10-100 нанометров при вариации высокого напряжения на разборной рентгеновской трубки рентгеновского спектрометра-монохроматора РСМ-500.

Пятая глава посвящена исследованиям межатомного взаимодействия  в веществе методами  оптической спектроскопии:   Инфракрасной спектроскопии ИК и спектроскопии комбинационного рассеяния света КРС или Рамановской спектроскопии на примере получения нанокристаллов диоксида олова в различных средах.

Учебное пособие находит широкое использование, прежде всего,  в учебном процессе с бакалаврами, магистрами и аспирантами, обучающимися по направлениям  «Физика», «Электроника и наноэлектроника», «Материаловедение», «Химия твердого тела» и другим естественно-научных направлениям. Оно также может быть очень  полезно молодым преподавателям и сотрудникам, работающим в этих и смежных областях.

Издание "Современные методы диагностики атомного и электронного строения микро- и наноструктурированных материалов" (Домашевская Э.П., Руднев Е.В., Терновая В.Е.) представлено к награде
МЕДАЛЬ «ЗА ВЕРНОСТЬ ТРАДИЦИЯМ ОТЕЧЕСТВЕННОГО ОБРАЗОВАНИЯ» С УДОСТОВЕРЕНИЕМ

Оформление наградных документов и заказ каталога