低能质子辐照对ZnO白漆光学性能退化的影响

 通过光致荧光光谱解谱和X射线光电子能谱（XPS）分析,研究了ZnO白漆经受能量低于200 keV低能质子辐照过程中氧空位缺陷的形成与演化过程。XPS解析表明质子辐照后晶格氧减少,光致荧光光谱解析表明锌空位减少,说明ZnO白漆中氧空位数量增加,且双电离氧空位能够捕获价带中的电子转变为单电离氧空位,使单电离氧空位逐渐成为辐照产生的主要缺陷。质子辐照使ZnO白漆中氧空位数量增加,而氧空位易捕获电子形成色心,从而导致光学性能下降。     

正电子湮没谱和光致发光谱研究掺锌GaSb质子辐照缺陷

用正电子湮没谱和光致发光谱研究了质子辐照后掺锌GaSb中的缺陷.通过分析正电子的缺陷寿命τ₂及强度I₂的变化发现,在高能质子的辐照下产生了双空位缺陷V_GaV_Sb,可能同时产生了小的空位团.正电子平均寿命τ_av和S参数随着质子辐照剂量的变化也证明了这一结论.通过分析不同质子辐照剂量下掺锌GaS     

低能质子辐照ZnO/silicone白漆产生微观损伤的红外光谱研究

 通过空间综合辐照模拟设备对能量小于200 keV质子辐照下ZnO/silicone白漆光学性能变化及损伤机理进行研究。结果表明,ZnO/silicone白漆的光学性能退化主要发生在可见光区,太阳吸收比随质子辐照能量、注量的增加而增大。借助傅里叶变换红外光谱分析技术研究了质子辐照ZnO/silicone白漆时有机硅树脂的光学性能退化机理。质子辐照使ZnO/silicone白漆中游离氧含量增加,氧化硅原子上的有机取代基使Si—C链断裂,并生成活性羟基,而这种活性羟基能促使有机硅树脂内Si—O—Si键的裂解。同时Si—O—Si链内氧原子未成键的孤对电子与邻近硅原子的3d空轨道配位,降低了π*轨道的能量,提高了对光吸收的几率,增强了n→π*电子跃迁,使吸收带红移,从而导致ZnO/silicone白漆光学性能退化。     

GaN厚膜中的质子辐照诱生缺陷研究

本文采用正电子湮没谱研究质子辐照诱生缺陷, 实验发现: 能量为5 MeV的质子辐照在GaN厚膜中主要产生的是Ga单空位, 没有双空位或者空位团形成; 在10 K测试的低温光致发光谱中, 带边峰出现了"蓝移", 辐照后黄光带的发光强度减弱, 说明黄光带的起源与Ga空位(V_Ga)之间不存在必然的联系, 各激子发光峰位置没有改变, 仅强度随质子注量发生变化; 样品(0002)面双晶XRD扫描曲线的半峰宽在辐照后明显增大, 说明质子辐照对晶格的周期性产生了影响, 薄膜晶体质量下降. 关键词： GaN 缺陷 质子 辐照     

质子辐照铝膜反射镜的慢正电子湮没研究

采用分光光度计测定了60keV质子辐照后铝膜反射镜反射光谱的变化规律.用慢正电子湮没等分析技术研究了辐照损伤的微观机制.结果表明，当质子辐照主要作用于反射镜铝膜层中时反射镜在200—800nm波长范围内反射率随辐照剂量增加而下降.入射质子可对铝膜中的缺陷产生填充作用，减小铝膜中电子密度，增加弱束缚电子带间跃迁.紫外至可见光能量较高的波段可引起带间激发跃迁，使相应的谱段反射率下降，导致反射镜光学性能的退化. 关键词： 反射镜 光学性能 质子辐照 慢正电子湮没     

化合物半导体材料的正电子寿命计算

在局域密度理论（LDA）和广义梯度理论（GGA）的基础上计算了ZnO,GaN,GaAs,SiC和InP五种化合物半导体材料中的正电子湮没信息,包括化合物半导体材料中的自由态正电子的湮没寿命;还有不同类型空位（单空位,双空位）附近俘获的束缚态正电子密度分布和湮没率分布,以及束缚态正电子的湮没寿命. 关键词： 半导体 正电子寿命     

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：     

高能氩离子辐照硅产生的缺陷研究

在室温下750MeV氩离子对本征单晶硅进行辐照,通过用正电子湮没寿命测量技术、电子顺磁共振技术以及红外光吸收方法研究了辐照产生的缺陷.结果表明:电中性双空位是辐照产生的主要空位团;在4.3×10¹⁴ions/cm²的高剂量下未见样品发生非晶化转变;虽然在离子射程末端双空位的浓度随剂量的增加而显著增大,但在以电离激发过程为主要能损方式的区域里双空位的浓度基本不变.据此可以认为,电子能损过程对辐照产生的缺陷有退人作用.     

用正电子湮没技术研究纯镍多晶体疲劳过程中的晶体缺陷

对充分退火纯镍多晶体样品分组进行了恒应变幅拉-压疲劳试验和冷轧形变后,测量了正电子湮没参数;并选少数疲劳试样进行了电子显微镜薄膜衍射象观察。用多指数拟合方法从疲劳试样的正电子湮没寿命谱中分解出与正电子在小空位团中湮没相应的成份。这些寿命值在不同疲劳阶段分别平均为209,255和>300ps。其相对强度的变化与小空位团浓度增加然后尺寸增大的趋势相符合。从而,本文根据正电子湮没技术提供了纯镍多晶体疲劳过程中除大量位错外空位聚集的实验证据。利用简单三态正电子捕获模型估算了上述缺陷浓度。本工作还提供了用多指数拟合方法分解复杂寿命谱和用于简单三态捕获模型的例证。 关键词：     

掺镧PbWO4闪烁晶体的缺陷研究

利用正电子湮没寿命谱(PAT)和X射线电子能谱(XPS)研究了掺镧所引起的PbWO₄ 晶体缺陷的变化.结果表明：掺镧后,PbWO₄晶体中的正电子捕获中心铅空位(V< sub>Pb)浓度增加,并进一步诱导低价氧浓度的增加.讨论了掺La的作用机制,认为掺 La将抑制晶体中的氧空位,增加铅空位浓度. 关键词： 掺镧钨酸铅晶体 正电子湮没寿命谱 X射线电子能谱 缺陷     

Nature of native defects in ZnO

This study revealed the nature of native defects and their roles in ZnO through positron annihilation and optical transmission measurements. It showed oxygen vacancies are the origin for the shift in the optical absorption band that causes the red or orange coloration. It also revealed experimental evidence that the donor nature of oxygen vacancy is approximately 0.7 eV. In addition, this work showed the Zn interstitial was not the donor in the as-grown ZnO and supported recent calculations that predicted hydrogen in an oxygen vacancy forms multicenter bonds and acts as a shallow donor.     

Photoluminescence and positron annihilation spectroscopic investigation on a H(+) irradiated ZnO single crystal

Low temperature photoluminescence and room temperature positron annihilation spectroscopy have been employed to investigate the defects incorporated by 6?MeV H(+) ions in a hydrothermally grown ZnO single crystal. Prior to irradiation, the emission from donor bound excitons is at 3.378?eV (10?K). The irradiation creates an intense and narrow emission at 3.368?eV (10?K). The intensity of this peak is nearly four times that of the dominant near band edge peak of the pristine crystal. The characteristic features of the 3.368?eV emission indicate its origin as a 'hydrogen at oxygen vacancy' type defect. The positron annihilation lifetime measurement reveals a single component lifetime spectrum for both the unirradiated (164?±?1?ps) and irradiated crystal (175?±?1?ps). It reflects the fact that the positron lifetime and intensity of the new irradiation driven defect species are a little higher compared to those in the unirradiated crystal. However, the estimated defect concentration, even considering the high dynamic defect annihilation rate in ZnO, comes out to be ～4?×?10(17)?cm(-3) (using SRIM software). This is a very high defect concentration compared to the defect sensitivity of positron annihilation spectroscopy. A probable reason is the partial filling of the incorporated vacancies (positron traps), which in ZnO are zinc vacancies. The positron lifetime of ～175?ps (in irradiated ZnO) is consistent with recent theoretical calculations for partially hydrogen-filled zinc vacancies in ZnO. Passivation of oxygen vacancies by hydrogen is also reflected in the photoluminescence results. A possible reason for such vacancy filling (at both Zn and O sites) due to irradiation has also been discussed.     

Influence of Dopants in ZnO Films on Defects

The influence of dopants in ZnO films on defects is investigated by slow positron annihilation technique. The results show S that parameters meet S_Al>S_un>S_Ag for Al-doped ZnO films, undoped and Ag-doped ZnO films. Zinc vacancies are found in all ZnO films with different dopants. According to S parameter and the same defect type, it can be induced that the zinc vacancy concentration is the highest in the Al-doped ZnO film, and it is the least in the Ag-doped ZnO film. When Al atoms are doped in the ZnO films grown on silicon substrates, Zn vacancies increase as compared to the undoped and Ag-doped ZnO films. The dopant concentration could determine the position of Fermi level in materials, while defect formation energy of zinc vacancy strongly depends on the position of Fermi level, so its concentration varies with dopant element and dopant concentration.     

过渡金属元素X(X=Mn,Fe,Co,Ni)掺杂对ZnO基阻变存储器性能的影响

实验表明掺杂是一种改善阻变存储器性能的有效手段,但其物理机理鲜有研究.本文采用第一性原理方法系统研究了过渡金属元素X(X=Mn,Fe,Co,Ni)掺杂对ZnO基阻变存储器中氧空位迁移势垒和形成能的影响.计算结果表明Ni掺杂可同时有效降低+1和+2价氧空位在掺杂原子附近的迁移势垒,X掺杂均减小了氧空位的形成能,特别是掺杂Ni时氧空位的形成能减小最为显著(比未掺杂时减少了64%).基于该结果制备了未掺杂和Ni掺杂ZnO阻变存储器,研究表明通过掺杂控制体系中氧空位的迁移势垒和形成能,可以有效改善器件的初始化过程、操作电压、保持性等阻变性能.研究结果有助于理解探究影响阻变的微观机制,并可为掺杂提高阻变存储器性能提供一定的理论指导.     

高温氧气热处理对TiO_2晶体结构和铁磁性的影响

金红石TiO_2晶体先在真空中进行退火处理,随后在1173 K的氧气中进行不同时间(2 h、5 h、8 h)的热处理.理论上,通过Doppler程序计算了晶体中存在单空位、双空位和间隙O原子时的正电子湮没寿命.实验上,利用正电子湮没寿命谱仪、符合多普勒能谱仪和超导量子干涉仪分别表征了氧气退火后晶体内部的缺陷结构和常温铁磁性.分析结果得出:真空退火晶体的常温铁磁性主要与O空位的存在相关联;而经过氧气退火后,虽然极大地减少了氧空位,但晶体中却产生了大量的Ti双空位,这使得晶体的常温铁磁性有所增加.     

Evidence for positron trapping in magnetism from dopplerbroadening measurements

Positron annihilation Dopplerbroadening measurements, display for the first time the effect of positron trapping in thermally induced vacancies in magnesium. The vacancy formation enthalpy is derived and is 0.85 eV.     

He离子注入ZnO中缺陷形成的慢正电子束研究

在ZnO单晶样品中注入了能量为20—100keV、总剂量为4.4×10¹⁵cm^-2的He离子.利用基于慢正电子束的多普勒展宽测量研究了离子注入产生的缺陷.结果表明，He离子注入ZnO产生了双空位或更大的空位团.在400℃以下退火后，He开始填充到这些空位团里面，造成空位团的有效体积减少.经过400℃以上升温退火后，这些空位团的尺寸开始增大，但由于有少量的He仍然占据在空位团内，因此直到800℃这些空位团仍保持稳定.高于800℃退火后，由于He的脱附，留下的空位团 关键词： 慢正电子束 ZnO 离子注入 缺陷     

Vacancy defects in (Zn, Mn)O

We have used positron annihilation spectroscopy to study the vacancy defects in (Zn, Mn)O crystals grown by chemical vapor transport (CVT). Our results show that Zn vacancies are present in both as-grown and high temperature annealed ZnO and Zn_0.985Mn_0.015O. In addition, we observe O vacancies in ZnO with no Mn. After annealing in O₂ at 1000 C, there is no change in the vacancy distribution in ZnO, while the Zn vacancy concentration increases by an order of magnitude in Zn_0.985Mn_0.015O.