CVD金刚石膜的结构分析

利用x射线广角衍射和低角掠入射散射谱、正电子湮没谱、定性分析软件和Positronfit程序，研究了生长在Si（100）基底上的金刚石膜微结构.研究发现，在样品邻近基底区域为纳米 多晶结构，具有弱的［111］织构；在邻近表面区域为微米多晶结构，具有强的［220］织构 .金刚石膜样品有空位、空位团和空洞3种缺陷，其中主要缺陷是大约10个空位形成的空位团 . 关键词： 金刚石膜 化学气相沉积 x射线掠入射 正电子湮没谱     

掺杂金刚石薄膜的缺陷研究

利用多普勒增宽谱和电子顺磁共振研究了掺硼和掺硫金刚石薄膜的缺陷状态.多普勒增宽谱的结果表明，不同杂质元素掺杂的金刚石薄膜，其中使正电子湮没的缺陷种类是相同的；正电子与不同杂质元素硼、硫之间的相互作用不明显；少量硼可使金刚石膜中的空位浓度减少.EPR结果表明，各掺杂样品的顺磁信号主要来自于金刚石的碳悬键. 关键词： 金刚石 掺杂 多普勒增宽谱 电子顺磁共振     

近场拉曼光谱实验装置及CVD金刚石膜的近场拉曼光谱

我们把拉曼光谱仪与实验室自制的近场扫描光学显微镜结合起来 ,建立了近场拉曼光谱系统 ,从而实现了高空间分辨拉曼光谱的测量。利用该装置 ,我们研究了热丝化学气相沉积法生长的金刚石膜 ,在约 2 0微米的范围内 ,观察到金刚石拉曼峰与非金刚石碳拉曼峰强度比随样品不同位置的变化     

不同气氛下多孔硅中电子偶素湮没行为研究

使用正电子湮没谱学方法,在不同气氛下对电化学腐蚀法制备的多孔硅中电子偶素的湮没行为进行了系统的研究.正电子湮没寿命谱测试结果表明,样品中存在长达40 ns的电子偶素湮没成分,并且进入多孔硅膜层的正电子约有80%形成电子偶素,具有非常高的电子偶素产额;在氧气气氛下,由于气体导致o-Ps发生自旋转化猝灭是使多孔硅样品中电子偶素寿命缩短的主要原因.结合正电子寿命-动量关联谱测量结果,分析了不同气氛下多孔硅样品中电子偶素湮没寿命及动量变化关系,讨论了多孔硅中电子偶素的湮没机理以及气氛对孔径计算理论模型的影响. 关键词： 电子偶素 正电子湮没谱学方法 多孔硅     

利用正电子湮没技术研究钾掺杂钨合金中的缺陷

钨合金中钾的掺杂会引入大量的缺陷,如尺寸几十纳米的钾泡、高密度的位错以及微米量级的晶粒带来的晶界等,这些缺陷的浓度和分布直接影响合金的服役性能.本文运用正电子湮没谱学方法研究钾掺杂钨合金中的缺陷信息,首先模拟计算了合金中各种缺陷的正电子湮没寿命,发现钾的嵌入对空位团、位错、晶界等缺陷的寿命影响很小;然后测量了不同钾含量掺杂钨合金样品的正电子湮没寿命谱,建立三态捕获模型,发现样品中有高的位错密度和低的空位团簇浓度,验证了钾对位错的钉扎作用,阐述了在钾泡形成初期是钾元素与空位团簇结合并逐渐长大的过程;最后使用慢正电子多普勒展宽谱技术表征了样品中缺陷随深度的均匀分布和大量存在,通过扩散长度的比较肯定了钾泡、晶界等缺陷的存在.     

Hg1-xCdxTe晶体缺陷的正电子湮没寿命

利用正电子(e⁺)湮没寿命谱实验研究了Hg_1-xCd_xTe晶体样品的空位缺陷.碲溶剂法生长的样品，不论是n型导电还是p型导电都存在大量的Hg空位.经过合适的退火工艺，p型材料转为n型，同时对正电子的俘获效应减小，表现为正电子湮没平均寿命值减小14—17ps.若退火温度高于350℃，正电子湮没寿命值又增大，表明Hg空位浓度增加.得到HgCdTe中正电子的体寿命为τ_b=272ps.根据正电子湮没寿命和电参数的测量结果，得出 关键词：     

液晶相变的微结构研究

用正电子湮没和差示扫描量热(DSC)变温测量液晶(EBBA)样品的正电子湮没寿命谱及DSC曲线,结果表明正电子湮没的短寿命(τ_s)基本不变,而长寿命(τ₁)和强度(I₁)明显地有两次跳变,其跳变的温度范围与DSC所测定的相转变温度范围基本一致,在加热和冷却过程中样品在晶体相←→向列相之间的相互转变的相转变温度范围显著不同。用正电子湮没的ORE模型讨论了由于液晶相转变所引起的微结构变化,从而提出正电子是研究液晶(EBBA)相变的探针。 关键词：     

正电子湮没与高温超导体

正电子是探测固体中电子密度、动量分布、缺陷和相变的灵敏探针．正电子湮没是研究高温超导体的电子结构和缺陷特性的有用工具．本文简要介绍了近年来用正电子湮没研究高温超导体的费米面、测量其电荷密度分布、缺陷特性及结构转变等方面的最新进展．     

碳同素异形体中的正电子理论

在密度函数理论的基础上,采用中性原子叠加模型和有限差分方法(SNA-FD)计算了石墨,金刚石和C60这三种碳的同素异形体中的正电子分布和湮没情况. 计算表明,在片层结构的石墨晶体中,正电子主要在石墨层间的空隙中湮没,计算出的石墨中的正电子寿命为208ps,与文献中的实验结果210ps符合很好. 在金刚石单晶中,正电子主要在碳原子之间的空隙中存在并发生湮没,计算出的金刚石中的正电子寿命为1159ps,与文献中的实验结果110ps相符合;在面心立方结构的C60晶体中,正电子主要在C60分子球壳内外侧及分子之 关键词： 石墨 金刚石 C60 正电子寿命     

Al-4%Ag合金中Ag原子偏析的低温正电子湮没参数研究

分别研究了823 K淬火处理和20%形变量的Al-4%Ag低温下Ag析出物对正电子的捕获行为的变化。采用正电子湮没寿命谱(PALS)技术和符合多普勒展宽能谱(CDBS)在温度范围10~293 K内对其进行表征。多普勒展宽能谱结果表明2种样品中均存在Ag析出物。正电子寿命谱的解谱结果中的各组分给出了Ag析出物随测量温度的变化规律。在170 ~273 K之间,正电子湮没行为具有较强的温度依赖性。但对于两个具有不同类型缺陷的样品,在低于170 K时观察到样品中Ag析出物捕获正电子能力出现了差异。随着测量温度的降低,淬火样品中的Ag析出物的正电子寿命和强度基本不变。在低于170 K的测量中,形变样品中的Ag析出物对正电子的捕获能力仍旧存在着较强的温度依赖性,但是变化幅度在逐渐减弱。当测量温度提升到室温(273~293 K),越来越多的正电子从Ag析出物中逃逸,逐渐回到自由状态或被其他深陷阱所捕获,失去了对温度的依赖性。     

慢正电子束流技术在金属/合金微观缺陷研究中的应用

正电子湮没谱学技术是研究材料微观结构非常有效的一种核谱学分析方法, 主要用于获取材料内部微观结构的分布信息, 特别是微观缺陷结构及其特性等传统表征方法难以获取的微观结构信息. 近年来, 在慢正电子束流技术快速发展的基础上, 正电子湮没谱学技术在薄膜材料表面和界面微观结构的研究中得到了广泛应用. 特别是该技术对空位型缺陷的高灵敏表征能力, 使其在金属/合金材料表面微观缺陷的形成机理、缺陷结构特性及其演化行为等研究方面具有独特的优势. 针对材料内部微观缺陷的形成、演化机理以及缺陷特性的研究, 如缺陷的微观结构、化学环境、电子密度和动量分布等, 正电子湮没谱学测量方法和表征分析技术已经发展成熟. 而能量连续可调的低能正电子束流, 进一步实现了薄膜材料表面微观结构深度分布信息的实验表征. 本文综述了慢正电子束流技术应用研究的最新进展, 主要围绕北京慢正电子束流装置在金属/合金材料微观缺陷的研究中对微观缺陷特性的表征和表面微观缺陷演化行为的应用研究成果展开论述.     

Evolution of pores in mesoporous silica films: Porogen loading effect

Mesoporous silica films were synthesized via a sol-gel process under an acidic condition. Various amounts of triblock copolymer F38 were loaded to precursor sols as the pore generator. The evolution of the pores generated by porogen decomposition was investigated as a function of F38 loading by positron annihilation gamma-ray energy spectroscopy and positron annihilation lifetime spectroscopy based on slow positron beams. The threshold of pore percolation is found to be around 10 wt% of F38 loading by positron annihilation gamma-ray energy spectroscopy. Positron annihilation lifetime spectroscopy in the films show that the pore size increases from 1 nm to 3 nm with increasing F38 loading from 5 wt% to 30 wt%.     

Microstructural characterisation of a commercial Al–Cu–Mg alloy combining transmission electron microscopy and positron annihilation spectroscopy

Transmission electron microscopy and positron annihilation spectroscopy techniques were used to characterise the microstructure of the 2024 Al–Cu–Mg commercial alloy artificially aged with and without pre-deformation. In non-deformed samples, a very dense dispersion of small, needle-shaped particles, with mean size in the order of the nanometres, was observed homogeneously distributed in the matrix, together with a coarse distribution of S-phase precipitates. In pre-deformed samples, the needle-shape particles were not seen, only a high density of S-phase precipitates nucleated on dislocations. The needle-shaped particles were identified as solute-rich Guinier–Preston–Bagaryatski (GPB) zones by combining coincidence Doppler broadening positron annihilation measurements with TEM imaging. The relationship between the microstructure and measurements of hardness and positron lifetime evolution during artificial ageing is also discussed.     

Mesoporosity in silica films studied by a slow positron beam and ellipsometry

Porous silica films were synthesized via a sol–gel method using a nonionic amphiphilic triblock copolymer F127 as the structural template. Mesoporosities of the prepared silica films were investigated by Doppler broadening of positron annihilation radiation (DBAR) spectroscopy, positron annihilation gamma-ray energy spectroscopy based on a slow positron beam, and ellipsometry. For the mesoporous silica films, the variation of positron annihilation line shape parameter reveals that the porosity of the silica films increases with loading more F127, which is also confirmed by a decrease of refractive index n. Little variation in positron 3γ-annihilation fraction is found for the silica films prepared with F127 loading less than 15 wt%, whereas a remarkable increment is seen for the films with higher loading. This indicates the pore percolation in porous silica films occurs around a loading of F127 with 15 wt%.     

低温硫化制备ZnS薄膜的物理性质研究

采用磁控溅射方法先在玻璃衬底上室温下沉积Zn金属薄膜，接着先后在200和400 ℃温度下的硫蒸气和氩气流中进行退火，生长出 ZnS 薄膜。薄膜样品的微观结构、物相结构、表面形貌和光学性质分别采用正电子湮没技术 (PAT)、X射线衍射仪 (XRD)、扫描电子显微镜 (SEM)和紫外-可见分光光度计进行表征。该ZnS薄膜在可见光范围具有约80%的高透光率，随着硫化时间的增加，其带隙由3.55 增加到3.57 eV，S/Zn原子比从0.54上升至0.89，薄膜质量明显得到改善，相对于以前报道的真空封装硫化所制备的ZnS薄膜，硫过量问题得到了较好解决。此外，慢正电子湮没多普勒展宽谱对硫化前后薄膜样品中膜层结构缺陷研究表明，硫化后薄膜的S参数明显增大，生成的ZnS 薄膜结构缺陷浓度高于Zn薄膜。     

氧离子注入纳米金刚石薄膜的微结构和电化学性能研究

在纳米金刚石薄膜中注入剂量为1012cm-2的氧离子,并进行700,800,900和1000?C的真空退火处理,系统研究薄膜的微结构和电化学性能结果表明,氧离子注入未退火(O120)和氧离子注入1000?C退火(O121000)电极的电势窗口分别为4.60 V和3.61 V,远大于其他电极的电势窗口,并且这两个样品的电极传质效率较高,说明氧离子注入和高温退火有利于提高电极的传质效率.红外光谱测试表明,样品O120和O121000的表面没有碳氢基团终止层,而其他样品均含有氢终止层,说明氧离子注入和高温退火破坏了薄膜表面含碳氢基团的氢终止层,提高了薄膜的电化学性能Raman光谱测试结果表明,金刚石含量较高、内应力较小和非晶石墨相无序化程度较大的样品具有较好的电化学性能;并且薄膜晶界处的非晶碳的团簇数量或者尺寸减小,样品的电化学性能提高.     

氢的强化刻蚀对金刚石薄膜品质的影响与sp2杂化碳原子的存在形态

用化学气相沉积方法制备了金刚石薄膜.在制备过程中，通过间歇式关闭甲烷气体，强化了氢对sp2杂化碳原子的刻蚀.用拉曼光谱和金相显微镜对薄膜进行了分析表征.结果表明，氢对sp2杂化碳原子的强化刻蚀并未影响金刚石薄膜的品质和微观结构.这一结论说明，在金刚石薄膜中，sp2杂化碳原子主要存在于金刚石晶粒表面和晶界碳原子之间,而不是以石墨或无定形碳颗粒为主要存在方式. 关键词： 化学气相沉积 金刚石薄膜 拉曼光谱 强化刻蚀     

磷离子注入纳米金刚石薄膜的n型导电性能与微结构研究

系统研究了磷离子注入并在不同温度退火后的纳米金刚石薄膜的微结构和电学性能.研究表明,当退火温度达到800 ℃以上时,薄膜呈良好的n型电导.Raman光谱和电子顺磁共振谱的结果表明,薄膜中金刚石相含量越高和完整性越好,薄膜电阻率越低. 这说明纳米金刚石晶粒为薄膜提供了电导.1000 ℃退火后,薄膜晶界中的非晶石墨相有序度提高,碳悬键数量降低,薄膜电阻率升高.薄膜导电机理为磷离子注入的纳米金刚石晶粒提供了n型电导,非晶碳晶界为其电导提供了传输路径. 关键词： 纳米金刚石薄膜 n型 磷离子注入     

Krypton incorporation in sputtered silicon films

The incorporation of Kr in sputtered a-Si films has been investigated in a systematic way by varying the Kr to Si flux, yielding Kr concentrations up to 5 at%. Compositions were determined with X-ray microanalysis. A model has been applied to describe the composition of the growing film. The layers were characterized by positron annihilation, Raman spectroscopy and Mössbauer spectroscopy. The present results clearly indicate that ion assisted growth leads to a strong reduction of open volume defects, and that the Kr resides in very small clusters.