POSITRONFIT程序中源修正参量的确定方法

Positronfit程序是目前国际上处理正电子寿命谱的较理想的解谱程序,该程序的功能较全,也能给出合理的结果。但是,在使用本程序过程中,我们发现也有不足之处,就是人为因素很大。因为程序中有很多参量是由使用者提供,而参量选择的好坏,对结果有影响,尤其是仪器的分辨函数相源修正参量。本文仅谈谈如何确定源修正参量的问题。一、确定源修正参量的方法在正电子湮没实验中,正电子除了绝大多数都在样品中湮没外,还有在源支撑薄膜,源晶体本身以及源与样品排列中各界面处的湮没,这些都构成了程序使用中源修正的内容。从报导正电子工作方面的文章中看到,有些根本不考虑源修正,有些笼统地说考虑了源修正,但源修正究竟是如何考虑的,未见详细说明。我们认为,要得到寿命谱好的结果,还是应该考虑源修正的。在实验中,我们找到用下面方法来确定源修正参量。     

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     

聚乙烯的多重弛豫与正电子湮没寿命谱

在143～373K用正电子湮没寿命谱(PALS)方法研究了高密度聚乙烯(HDPE)中的自由体积与温度 的关系.对实验谱分别进行了三寿命成分和四寿命成分分析,并对实验拟合结果作了微分的尝试.发现经这种方 法处理后的结果对温度变化十分灵敏,并且从四寿命分析的微分曲线可以完整地观察到HDPE在该温度区间的 三重α弛豫和表观双玻璃化转变过程,而用三寿命分析的微分曲线将难以解释这些转变.这说明对部分结晶的 聚合物而言,用四寿命拟合比三寿命拟合更符合实际的物理过程;讨论了正电子在HDPE中的湮没机制,证实正 电子在HDPE的结晶区和非晶区都可能形成电子偶素(Ps),而且正电子所处的空间大小对Ps产额有影响;最后 根据PALS实验的结果直接估算了HDPE在不同温度下的热膨胀系数.     

正电子湮没寿命谱的傅里叶变换分析法

本文提出了一种通过傅里叶变换在频域内进行正电子湮没寿命谱分析的方法。文中对正电子湮没寿命谱的傅里叶变换谱的基本特性和该方法的潜在优点进行了若干讨论。 关键词：     

正电子湮没参量及其所反映物质信息的探讨

本根据正电子在凝聚态物质中的湮没机制及捕获模型,讨论了正电子湮没参量——正电子寿命谱和多普勒线形等参量所反映的物质信息,给出了各正电子湮没参量与所反映的物质信息之间的定量关系。分析了在该体系中正电子寿命参量与局域电子密度、多普勒线形参量和角关联参量与电子动量密度分布和费米面之关联。     

Y-Ba-Cu-O超导体中Cu位元素替代效应的正电子湮没研究

通过 YBa_2Cu_(3-x)M_xO_y(M=Al,Sn)系列样品正电子湮没辐射一维角关联谱的测量,系统地研究了 Cu 位替代对正电子湮没谱的影响.实验表明,Y-Ba-Cu-O 超导体的一维角关联谱由两个高斯成分组成,分别是正电子在链区和 Cu-O 平面采样湮没的反映,未能观察到相应于 Fermi 电子气湮没的抛物线部分存在.正电子湮没谱对 Cu 位元素的替代,特别是链区的替代是敏感的.正电子湮没技术可能为判断 Y-Ba-Cu-O 超导体中元素替代位置提供一些有用的信息.     

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：     

过电压简易报警器

1989年由世界银行贷款购入的美国ORTEC公司生产的“正电子寿命谱仪”以其探测效率高、分辨率好等优点被国内十几所高校购用。要测量到一个正电子湮没寿命谱,就必须对足够多的湮没事件(定数一般在10~3个)进行统计,一般需用4～8小时或更长,在仪器工作状态下,电压的波动是     

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。     

用正电子研究NaCl在NaY沸石上的固溶过程

用正电子湮没谱学研究NaCl与NaY沸石机械混合后, NaCl在NaY中的固溶扩散过程.分别测量不同质量比的NaCl/NaY［(1—20)%］经500℃烘烤1h，NaCl/NaY(15%)经不同温度烘烤1h,以及NaCl/NaY(15%)经500℃烘烤不同时间后的正电子寿命谱.所有寿命谱都出现了5个寿命分量, 其中第3，4，5寿命分别与β笼、超笼及沸石微粒界面空洞的大小和数量相关.实验表明正电子湮没谱学能敏感地表征NaCl在NaY中的固溶扩散过程. 关键词： 正电子湮没谱学 氯化钠 沸石     

单光子调制频谱用于量子点荧光寿命动力学的研究

本文开展了基于单光子调制频谱测量量子点荧光寿命动力学特性的研究.在脉冲激光激发下,对探测到的量子点单光子荧光信号进行频谱分析以获得荧光调制频谱,研究发现特征频谱信号幅值与荧光寿命之间存在确定的非线性对应关系.这种单光子调制频谱方法能有效消除背景噪声和单光子探测器暗计数的影响,用于分析量子点荧光寿命动力学特性时在准确度以及时间分辨率方面都较目前普遍采用的荧光衰减曲线寿命拟合方法呈现出明显优势:当涨落误差为5%时,寿命测量准确度提高了一个数量级;当涨落误差和偏离误差均为5%时,对动力学测量效率以及时间分辨率提高了四倍以上.因此单光子调制频谱可以作为获取量子点在短时间尺度内激发态动力学信息的一种有效技术手段.     

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.     

理想正电子湮灭寿命谱解析程序DPSⅠ

用C++语言编写了仅考虑样品体内信息的理想正电子湮灭寿命谱的解析程序DPSⅠ.程序采用带有记忆功能,并带有局部搜索的改进型模拟退火算法.对一般情况的理想寿命谱,DPSⅠ均可给出全局最优解;对于含有相对强度较小或重叠较为严重的多成份寿命谱,也可给出可接受的近似全局最优解.DPSⅠ的实现为开发实验测量寿命谱解析程序奠定了基础.     

Investigation of nanocrystalline CoFe 2 O 4 by positron annihilation lifetime spectroscopy

Nanoparticles of cobalt ferrite prepared by the co-precipitation method with crystallite size varying from 4.7 to 41 nm have been characterized by positron annihilation lifetime spectroscopy. Three lifetime components are fitted to the lifetime data. The shortest lifetime component is attributed to the delocalized positron lifetime shortened by defect trapping. The intermediate lifetime is assigned to the positron annihilation in diffuse vacancy clusters or microvoids at the grain boundaries and at the grain-boundary triple points. The longest component corresponds to the pick-off annihilation of ortho-positronium formed at the larger voids. The variations in these lifetimes and their relative intensities with annealing temperature and crystallite size have been studied in detail.     

The application of artificial neural networks to the inversion of the positron lifetime spectrum

A new method of processing positron annihilation lifetime spectra is proposed.It is based on an artificial neural network(ANN)-back propagation network(BPN).By using data from simulated positron lifetime spectra which are generated by a simulation program and tested by other analysis programs,the BPN can be trained to extract lifetime and intensity from a positron annihilation lifetime spectrum as an input.In principle,the method has the potential to unfold an unknown number of lifetimes and their intensities from a measured spectrum.So far,only a proof-of-principle type preliminary investigation was made by unfolding three or four discrete lifetimes.The present study aims to design the network.Besides,the performance of this method requires both the accurate design of the BPN structure and a long training time.In addition,the performance of the method in practical applications is dependent on the quality of the simulation model.However,the chances of satisfying the above criteria appear to be high.When appropriately developed,a trained network could be a very efficient alternative to the existing methods,with a very short identification time.We have used the artificial neural network codes to analyze data such as the positron lifetime spectra for single crystal materials and monocrystalline silicon.Some meaningful results are obtained.     

Annihilation of positrons in hydrogen-saturated titanium

The effect of atomic hydrogen on the electronic structure of α-titanium samples is studied using the electron-positron annihilation methods. It is shown that different states of hydrogen atoms are manifested in different ways in the positron lifetime distribution spectrum. The results of theoretical calculations of the first component of the positron lifetime are in accord with the obtained experimental data.     

基于北京慢正电子强束流的微脉冲化系统设计

慢正电子湮没寿命测量是研究材料表面微观缺陷的重要分析方法．束团化系统是实现慢正电子湮没寿命测量的核心部件, 主要由斩波、聚束两部分组成, 它可以将随时间连续分布的束流束团化, 从而获得正电子湮没寿命测量的时间起点及满足时间分辨率要求的束团．本文以粒子动力学计算为基础, 完成了束团化系统的物理设计, 其时间分辨率设计值为150ps(FWHM)．     

Design of a Pulsed Low Energy Positron System Based on Beijing Intense Slow Positron Beam

The design of a pulsing system for an intense slow positron beam is described in this paper. Slow positron annihilation lifetime measurement is an important method to study the depth-dependent characteristics of the surface and near surface. The start signal for slow positron lifetime measurement can be obtained from the pulsing system, which consists of a reflection type chopper, a prebuncher and a buncher. On the basis of the simulation of dynamics process by Parmela, the frequency of the buncher and the positron energy have been chosen to be 150MHz and 330eV respectively. The designed time resolution of this system is about 150ps (FWHM).     

基于经验模态分解提高太赫兹频率分辨率的方法

太赫兹频率分辨率是影响物质鉴别的重要因素,但是由于太赫兹时域光谱系统中存在器件反射,使得参考信号和测量信号出现多个反射峰,时域信号长度截断导致频率分辨率很低。为了去除反射峰的影响,提出基于经验模态分解去除时域反射峰,从而提高太赫兹频率分辨率的方法。通过与太赫兹主峰的互相关定位时域反射峰,计算反射峰的上下包络和求平均值,获取本征模函数并代替反射峰,增加时域信号有效长度,提高太赫兹频域分辨率。空气中水蒸汽的太赫兹透射谱实验结果表明,该方法具有自适应去除多个反射峰的能力,对太赫兹时域信号修复效果良好,频率分辨率提高了12倍,而且未丢失有用的吸收谱信息,吸收峰的位置和个数与真实谱一致,很好地保留了太赫兹谱的鉴别能力。