闪锌矿结构晶体的正电子体寿命计算

在局域密度近似理论(LDA)和广义梯度近似理论(GGA)的基础上,用中性原子叠加的方法(ATSUP),理论上对亚铜的卤化物(CuF除外,因为它不是闪锌矿结构)及某些硼化物进行计算,计算结果与实验符合得很好;其次,计算了其他具有闪锌矿结构的众多晶体的正电子体寿命,得到的结果与其他文献计算的结果符合得较好,文中以CuCl晶体为例,给出了正电子在其中的势能分布,概率密度分布与湮没率分布;最后,这些系统性的正电子体寿命结果被拟合成晶格常数的函数,拟合结果与其他一些文献的结果做了比较. 关键词： 正电子体寿命 闪锌矿结构     

元素周期表中元素单晶基于局域密度理论的正电子寿命计算

在局域密度近似理论（LDA）的基础上用中性原子叠加模型和有限插分方法（SNA-FD）计算了元素周期表中各种元素单晶的正电子体寿命和单空位寿命.分析了不同结构的单晶中自由正电子的分布信息和湮没信息.元素单晶的正电子寿命计算值与文献中的实验测量值相符合,表明LDA基础上的SNA-FD方法可以作为单晶中正电子湮没理论计算的有效研究手段. 关键词： 局域密度近似理论 正电子寿命     

掺杂B,Cr,Mo,Ti,W,Zr后金刚石中正电子湮灭寿命计算

金属基金刚石复合材料被广泛应用和研究,但金刚石表面预处理所导致的空位、掺杂等缺陷对金属基与金刚石界面性能有很大影响.尽管透射电子显微镜和能谱分析等技术已用于缺陷检测,但这些方法存在局限性.通过计算金刚石中正电子湮灭寿命,可以准确评估金刚石的界面缺陷.本文利用第一性原理计算方法,采用多种正电子湮灭算法和增强因子,计算了金刚石理想晶体、单空位、掺杂B,Cr,Mo,Ti,W和Zr后的正电子湮灭寿命.结果显示,在采用局域密度泛函时,结合Boronski&Nieminen算法以及随机相位近似限制作为湮灭增强因子时,计算得到的正电子湮灭寿命与文献的实验结果更吻合.同时,金刚石中B和Cr的掺杂使正电子湮灭寿命从由单空位119.87 ps增加为148.57 ps和156.82 ps.总体来说,金刚石中的空位和掺杂原子缺陷都会引起正电子湮灭寿命的变化.这些发现为理解和优化金刚石界面提供了有价值的理论依据.     

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     

三维紧束缚电子气的等离激元理论

本文采用紧束缚近似方法计算了三维电子气系统的集体激发行为。在简单立方、体心立方、面心立方三种结构情形下,提出了一种矩阵表述方法,通过引入矩阵密度关联函数,在无规周相近似(RPA)下有效地处理了系统的等离激元问题。 关键词：     

三维紧束缚电子气的等离激元理论

本文采用紧束缚近似方法计算了三维电子气系统的集体激发行为. 在简单立方、体心立方、面心立方三种结构情形下, 提出了一种矩阵表述方法, 通过引人矩阵密度关联函数, 在无规周相近似(R PA )下有效地处理了系统的等离激元问题. 关键词：     

Ⅳ族FCC晶体基态结构和电子性质第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,在广义梯度近似下,计算了Ⅳ族元素晶体的面心立方结构和电子性质.结果表明:Ⅳ族元素晶体的面心立方结构均可存在,面心立方结构Ge晶体的结合能最大,结构最稳定;面心立方结构C、Si、Ge和Sn的晶格常数分别为0.3509nm、0.4322nm、0.4225nm、0.4903nm,不随原子序数的增加而单调增加,是由面心立方锗晶体比面心立方硅晶体中电子云交叠小,产生的排斥较弱所导致的;面心立方结构C晶体是间接能隙为6.5e V的宽禁带半导体,面心立方结构Si晶体的导带和价带存在较小的交叠而呈现出半金属性,面心立方结构Ge和Sn的电子结构相似均表现为金属性,Ⅳ族元素面心立方结构晶体的电学性质由宽禁带半导体向金属转变.     

SmFeAsO材料的正电子寿命研究

首次用正电子湮灭寿命谱仪（PALS）测量SmFeAsO多晶样品常温下的寿命谱,得到两个寿命成分1516 ps和2903 ps,根据捕获模型得到正电子在SmFeAsO中湮灭的体寿命为1870 ps,与理论计算（广义梯度近似）得到的SmFeAsO单晶中的正电子体寿命173 ps符合较好.基于中性原子叠加模型-有限差分方法(SNA-FD)的理论计算得到正电子与单晶SmFeAsO中各个原子价电子的总湮灭率是其与各个原子核心内层电子总湮灭率的106倍,正电子与Fe,As,Sm,O原子的电子湮灭的概率之比是1∶13∶12∶1. 关键词： 高温超导 正电子寿命     

SmFeAsO材料的正电子寿命研究

首次用正电子湮灭寿命谱仪（PALS）测量SmFeAsO多晶样品常温下的寿命谱,得到两个寿命成分1516 ps和2903 ps,根据捕获模型得到正电子在SmFeAsO中湮灭的体寿命为1870 ps,与理论计算（广义梯度近似）得到的SmFeAsO单晶中的正电子体寿命173 ps符合较好.基于中性原子叠加模型-有限差分方法(SNA-FD)的理论计算得到正电子与单晶SmFeAsO中各个原子价电子的总湮灭率是其与各个原子核心内层电子总湮灭率的106倍,正电子与Fe,As,Sm,O原子的电子湮灭的概率之比是1∶13∶12∶1.     

(La1-xYx)2/3Ca1/3MnO3体系的正电子湮没研究

为研究超大磁阻材料的掺杂效应,我们测量了(La1-xYx)2/3Ca1/3MnO3系列样品的正电子寿命谱,并结合X射线衍射和电阻温度关系的测量结果,系统地研究了Y掺杂引起的样品局域电子结构和空位型缺陷的变化,并提出了局域电荷转移的观点,解释正电子体寿命的变化.     

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     

POSITRON LIFETIME STUDIES OF Y1-xCaxBa2Cu3O7-δ AND Y1-xCaxBa2Cu3-xFexO7-δ

In this paper it is reported that the measurement of the bulk positron lifetime as a function of substitution content x in the temperature range from 70 to 220K was performed in two high-T_c superconducting systems, Y_1-xCa_xBa₂Cu_3-xFe_xO_7-δ and Y_1-xCa_xBa₂Cu₃O_7-δ. It was found that τ_B of both systems decreases significantly with x and the temperature dependence of τ_B is very weak in normal state. In lower temperature region (Tc), a dramatic x-dependent temperature variation of τ_B was observed in the Ca-substituted system: from a decrease of τ_B with decreasing T to an increase of τ_B. With increasing x, the temperature dependence of τ_B remains weak in the Ca- and Fe- substituted systems. Compared with the experimental data of positron lifetime in other substituted systems and the calculation of the positron density distribution, the authors suggest that positron bulk lifetime spectra behaviour can be interpreted by the physical model based on the transfer of electron density between the CuO₂ planes and Cu-O chains. Therefore, the study of positron lifetime spectra provides a useful means to detect the local charge density and to study the correlation between the electronic structure and the high-T_c superconductivity.     

The experimental determination of the qPs contact density in matter

The electron density at the positron is a relevant quantity for characterizing a positron-electron correlated pair in matter, since both the intrinsic decay rates in triplet and singlet state and the fine structure interval depend on it. Information about this quantity is generally obtained through magnetic quenching experiments. In the present work we discuss other techniques, based on the lifetime as well as on three-gamma spectroscopy, which do not involve the Zeeman effect in positronium.     

Positrons in metals with voids,vacancies and surfaces

The behaviour of positrons near monovacancies and voids in a metal is discussed in terms of three contributions to the positron work function for the metal, namely the positron zero-point energy, the positron-electron correlation energy and the surface dipole barrier. The image potential when a positron comes near to a metal surface leads to a deep potential ‘trough’ just outside an exterior metal surface or just inside a void surface. Calculations indicate positron bound states localized at metal surfaces for most metals which should be manifested in a long lived positron lifetime component. The behaviour of positronium near metal surfaces is also discussed.     

Neutron scattering from a substitutional mass defect

The dynamic structure factor is calculated for a low concentration of light mass scatterers substituted in a cubic crystal matrix. A new numerical method for the exact calculation is demonstrated. We derive a local density of states for the low momentum transfer limit, and derive the shifts and widths of the oscillator peaks in the high momentum transfer limit. We discuss the limitations of an approximation which decouples the defect from the lattice.     

H,He,Kr杂质在过渡金属和贵金属中的行为

本文以胶体模型为基础,利用密度泛函理论,局域密度近似研究了H,He和Kr在过渡金属Ni,Fe,Cr和贵金属Cu中的空位团复合体的电子结构、正电子湮没寿命。结果表明:随着复合体尺寸的增加,杂质的束缚态电子能级变浅,散射态电子在复合体内的平均密度变小,正电子在复合体内的几率增大,正电子湮没寿命增加。 关键词：     

单斜相HfO2薄膜弹性常数的第一性原理计算

用电子束蒸发沉积在K9玻璃基底上镀制HfO2薄膜,沉积温度为200℃,蒸发速率为0.03nm/s。由X射线衍射谱可知薄膜出现明显结晶,且为单斜相和正交相混合结构,其中单斜相占明显优势。用Jade5软件分析得到单斜相HfO2的晶格常数a,b,c以及晶格矢量a和c之间的夹角β。基于得到的晶格常数建立了单斜相HfO2薄膜的晶体结构模型。同时建立固态单斜相HfO2的晶体结构模型进行对比。通过密度泛函理论(DFT)框架下的平面超软赝势法,采用两种不同的交换关联函数:局域密度近似(LDA)中的CA-PZ和广义梯度近似(GGA)中的质子平衡方程(PBE),计算了薄膜态和固态单斜晶相HfO2的弹性刚度系数矩阵Cij和弹性柔度系数矩阵Sij,Reuss模型、Voigt模型和Hill理论下的体积模量和剪切模量,材料平均杨氏模量和泊松比。此外还计算得到薄膜态和固态单斜晶相HfO2在不同方向上的杨氏模量。