慢正电子束研究薄膜、界面和近表面微观结构

慢正电子束技术十几年来发展起来的探测材料近表面微结构的新手段,文章介绍了其在薄膜、界面和近表面测量的基本方法和部分应用结果。     

一种新的灵敏核探针——慢正电子束流装置

简要介绍了广泛应用于表面科学的灵敏核探针——慢正电子束设备的原理、构造和应用 ,阐述了北京慢正电子束流装置的设计原理和性能 ,讨论了北京慢正电子束流装置今后的研究前景. A novel and compact slow positron beam line——Beijing Slow Positron Beam Line was described. The basic physical concepts of the slow positron beam and its applications were reviewed. Recent experimental results showed the converting effcicency for the total positrons from the radioisotope to slow positrons was 8×10 -5 and the moderation efficiency was 1.7×10 -4 . The future development of Beijing Intense Slow Positron Beam, based on the BEPC LINAC, was also briefly discussed.     

慢正电子束技术的应用与发展

本文介绍了慢正电子束技术和最新发展,慢正电子束作为探针的基本特性,以及在多种学科中的应用等。     

慢正电子束技术的应用与发展

本文介绍了慢正电子束技术和最新发展,慢正电子束作为探针的基本特性,以及在多种学科中的应用等。     

慢正电子技术在固体表面与界面研究中的应用

综述了慢正电子技术的发展以及从放射源β衰变发射出的慢正电子的慢化原理，概述了利用慢正电子技术研究固体薄膜表面和界面的基本原理和方法，并讨论了慢正电子束技术在固体薄膜表面和界面研究中的应用。     

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     

脉冲慢正电子束流的直流化装置

在基于加速器的北京慢正电子强束流装置上, 用Penning-Trap技术实现了脉冲慢正电子束流的存储和直流化. 实验表明, 系统的真空度对正电子的存储效率有严重影响, 脉冲正电子的释放方式决定了直流化后束流的能量分散; 改变释放级信号波形以及释放方式可以得到能量分散小于1eV的准直流化慢正电子束流.     

锆离子注入锆-4合金缺陷的慢正电子研究

采用慢正电子束多普勒展宽谱研究了Zr离子注入Zr-4合金产生的缺陷及其退火回复行为,发现经过大于离子注入剂量为1×10¹⁶cm^-2的样品所产生的缺陷在注入过程中已经回复,而对剂量为1×10¹⁵cm^-2样品做300℃退火处理,其缺陷基本回复,得出合金缺陷回复能较低的结论. 考虑到材料的缺陷含量越高,其抗腐蚀性能越差,在辐照环境下通过给材料保持一定温度,即可使其缺陷得到较好回复,从而提高材料的抗腐蚀性能.     

22Na放射源慢正电子束流插入装置的研制

北京慢正电子强束流是利用北京正负电子对撞机电子直线加速器电子打靶产生的高强度低能单色正电子束流. 为了提高强束流的机时利用效率和节省强束流用于新建实验站的调试机时, 设计了一套基于²²Na放射源的慢正电子束流装置插入到强束流输运线上. ²²Na放射源慢正电子束流插入装置主要包括²²Na放射源及慢化体、E×B能量选择器、多级静电加速管、磁场输运系统、真空系统、高压绝缘和辐射防护措施等.     

外延生长La0.7Sr0.3MnO3薄膜厚度对缺陷影响的慢正电子分析

采用脉冲激光沉积方法在(LaAlO₃)_0:3(Sr₂AlTaO₆)_0:7衬底上外延生长了La_0.7Sr_0.3MnO₃薄膜,并采用慢正电子束方法分析了薄膜在不同厚度和不同退火气氛下参数S的变化. 分析表明,薄膜中包含两种机制引入的氧空位,分别是薄膜生长气氛中氧压偏低造成薄膜的氧缺乏和由于薄膜应变引入空位型缺陷. 当薄膜厚度较薄时,应变造成的晶格畸变化比较大,当薄膜的厚度大于11 nm时,薄膜的应变驰豫已经比较完全. 原位退火的样品中正电子主要是被氧缺乏引起的氧空位捕获. 在氧气中退火的样品,S随厚度的变化反映了应变对薄膜微结构的影响.     

正电子湮没技术在金属和合金研究中的应用进展

评述了正电子没技术（ＰＡＴ）在金属和合金研究中如下几个领域的应用进展：（１）金属间化合物空位形成的焓的测定;（２）淬火、辐照、形变及充氢等引起的缺陷及回复过程;（３）金属和合金的相变;（４）非晶、准晶及纳米晶的研究;（５）ＰＡＴ作为材料无损检测新技术的研究。     

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...     

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     

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     

水蒸气退火多孔硅发光性能的正电子谱学研究

使用正电子湮没寿命谱和正电子寿命-动量关联谱对水蒸气和真空条件下退火的多孔硅样品的微观缺陷结构进行表征,结合发射光谱测量结果,对影响多孔硅发光性能的因素进行了讨论.实验结果表明,水蒸气退火后样品孔壁表面的悬挂键减少,并出现新的E′γ和EX类缺陷.水蒸气退火后样品中两种缺陷数量发生变化是导致多孔硅样品发光增强的直接原因;真空退火未使样品中发光相关缺陷发生变化,样品的发光性能没有显著改变.     

Co掺杂纳米ZnO微结构的正电子湮没研究

利用正电子湮没技术研究了10 at.% Co掺杂的Co₃O₄/ZnO纳米复合物中退火对缺陷的影响. 利用X射线衍射(XRD)测量了Co₃O₄/ZnO纳米复合物的结构和晶粒尺寸. 随着退火温度升高,Co₃O₄相逐步消失,ZnO晶粒尺寸也有显著增加. 经过1000 ℃以上退火后,Co₃O₄相完全消失,并出现了CoO的岩盐结构. 正电子湮没寿命测量显示出Co₃O₄ /ZnO纳米复合物中存在大量的Zn空位和空位团. 这些空位缺陷可能存在于纳米复合物的界面区域. 当退火温度达到700 ℃后Zn空位开始恢复,空位团也开始收缩. 900 ℃以上退火后,所有空位缺陷基本消失,正电子寿命接近ZnO完整晶格中的体态寿命值. 符合多普勒展宽谱测量也显示Co₃O₄ /ZnO纳米复合物经过900 ℃以上退火后电子动量分布与单晶ZnO基本一致,表明界面缺陷经过退火后得到消除.关键词：ZnO界面缺陷正电子湮没     

正电子湮没谱学研究氧离子注入AlN薄膜中缺陷对磁性影响

在氧离子注入的AlN薄膜AlN:$ {rm{O}}_{5times10^{16}}$(剂量为${5times10^{16}}$ cm⁻²)和AlN:$ {rm{O}}_{2times10^{17}}$(剂量为${2times10^{17}}$ cm⁻²)中观察到了室温铁磁性。所观察到的磁各向异性表明,氧离子注入的AlN薄膜中铁磁性是本征特性。在垂直于样品平面的外加磁场下,AlN:$ {rm{O}}_{5times10^{16}}$中的饱和磁化强度约为0.68 emu/g,高于 AlN:$ {rm{O}}_{2times10^{17}}$中的饱和磁化强度0.09 emu/g。这是由于过高的氧离子剂量使得更多的氧离子占据相邻的Al离子位置,导致了反铁磁耦合的出现。正电子湮没多普勒展宽谱表明在氧离子注入的AlN薄膜中存在大量的Al空位。第一性原理计算表明氧离子注入的AlN薄膜中的铁磁性主要来源于Al空位,而高浓度的Al空位形成双空位或空位团将会使得AlN样品从铁磁性到反铁磁性转变,最终使样品的铁磁性减弱。