过渡金属元素中d和f电子行为的正电子湮没研究

采用双探头符合技术,大幅度地降低了正电子湮没辐射Doppler展宽谱的本底,使谱线的峰高与本底之比高于104,从谱线的高能端提取正电子与过渡金属原子中d或f电子湮没的信息.测量了Zr、Nb、Mo、Ag、Hf、Pt、Au等纯金属和单晶Si样品的符合Doppler展宽谱,并以单晶Si样品为参考作出了这些金属的商谱.结果表明:金属Zr、Nb、Mo、Ag的商谱随原子的4d电子数目的增多而升高;金属Hf、Pt、Au的商谱出现了双峰,其峰高均随原子序数的增加而升高.     

Fe掺杂GdBa2Cu3-xFexO7-δ超导体系的正电子湮没研究

利用X射线衍射(XRD)、正电子湮没等实验技术对Fe掺杂稀土超导体系GdBa2Cu3-xFexO7-δ(x=0.00-0.30)的晶体结构、局域电子密度n.以及超导电性进行了系统研究.实验结果表明,当Fe掺杂量在x=0.10附近时,体系的晶体结构发生了正交-四方相变.随Fe含量的增加,体系的超导转变温度逐渐降低,且超导...     

正电子湮没研究Al、Nb共掺CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷高介电常数机理

关于CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷的高介电常数机理,目前广泛接受的是非本征的内阻挡层电容模型。该模型认为在多晶中元素变价、缺陷和非化学计量比等导致的半导化晶粒被绝缘晶界层,即内阻挡层所包围。其中内阻挡层的厚度对材料的介电性能影响较大,而扫描电子显微镜(SEM)测试表明样品晶界呈稀烂的果酱状,SEM难以测量晶界区域绝缘内阻挡层厚度。本文采用正电子湮没技术表征其厚度,通过对CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷共掺不同浓度的Al、Nb(CaCu_3Ti_(4-x)Al_(0.5x)Nb_(0.5x)O_(12),x=0.2%、0.5%、5.0%)改变其晶粒和晶界的微观结构,研究CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷高介电常数机理。正电子湮没结果显示,掺杂样品符合多普勒展宽谱S参数的变化趋势与平均寿命的变化趋势一致。x=0.5%掺杂样品的介电常数最高,其平均寿命、S参数和湮没长寿命成分均最小,阻挡层最薄。实验结果验证了描述CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷高介电常数机理的内阻挡层电容模型的预测。     

正电子在高能电子辐照聚乙烯和聚丙烯中的湮没特性

用正电子湮没寿命谱和多普勒展宽方法研究高能电子（12MeV）辐照聚丙烯和聚乙烯的不同特性，发现在160kGy剂量内，正电子在聚丙烯内的短寿命成分随着电子辐照剂量的增大而变长，中间成分的强度则减弱，但当剂量为320kGy时，各湮没寿命与没有辐照的样品类似。而长寿命成分的强度不随剂量增加而变化。在电子辐照的聚乙烯薄膜中，当剂量为80kGy时，正电子中间寿命强度I2增加，长寿命成分的强度I5则有所减少。之后，随着电子辐照剂量的增加，则不再变化。正电子湮没γ射线多普勒展宽S参数随电子辐照聚乙烯的剂量变化与I5相同。正电子湮没特性的差别表明高能电子辐照这两种聚合物所引起结构上的变化是不同的，并为其宏观特性（如力学性质变化）的改变提供了微观依据。     

40CrNiMo钢中的氢扩散及正电子湮没

本文采用电化学渗透法测定40CrNiMo钢840℃淬火、不同温度回火(100—700℃保温1小时空冷)对氢扩散系数D、表面溶解度C及正电子湮没多谱勒展宽线型参数S的影响,论证了正电子湮没参量与氢扩散行为间的关系。试料于840℃淬火,再进行不同温度(100—700℃)保温1小时空冷回火处理。实验观察到D、C及S随回火温度变化有对应关系,D较小时C较大,S也较大。淬火马氏作D值较低,C较大,S也较大,这是由于淬火组织主要是板条状位错缠结马氏体和部分片状孪晶马氏体,并包含较多淬火空位,这些点阵缺陷会捕获氢和正电子所造成的。100℃、200℃回火,D、C及S的变化不明显;300℃回火时D升高而C及S降低,300℃回火与材料回火脆性区对应。这表明S参数对伴随回火脆性的显微结构变化较     

Fe_（73．5）Cu_1Nb_3Si_（13．5）B_9非晶合金化过程的X射线

采用Ｘ射线衍射和正电子湮没多普勒展宽测量相结合，研究了纳米晶态材料Ｆｅ７３．５Ｃｕ１Ｎｂ３Ｓｉ１３．５Ｂ９的结构随退火温度的变化。实验结果表明：急冷非品样品在４８０℃开始明显晶化，基体中析出体心立方结构的α－Ｆｅ（Ｓｉ）固溶体。随着退火温度的升高，非晶漫射峰不断减弱，而晶态相的衍射谱逐渐增强。进一步计算对衍射谱的分离，给出了品化分数和非晶相平均原子间距随退火温度的变化规律。正电子湮没实验证实了约５５０℃退火时样品内出现以Ｎｂ、Ｂ原子为主的晶界非晶相，Ｓ参数随退火温度的变化与非晶相平均原子间距随退火温度的变化规律一致。     

正电子湮没研究Al、Nb共掺CaCu3Ti4O12陶瓷高介电常数机理

关于CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷的高介电常数机理,目前广泛接受的是非本征的内阻挡层电容模型。该模型认为在多晶中元素变价、缺陷和非化学计量比等导致的半导化晶粒被绝缘晶界层,即内阻挡层所包围。其中内阻挡层的厚度对材料的介电性能影响较大,而扫描电子显微镜（SEM）测试表明样品晶界呈稀烂的果酱状,SEM难以测量晶界区域绝缘内阻挡层厚度。本文采用正电子湮没技术表征其厚度,通过对CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷共掺不同浓度的Al、Nb（CaCu₃Ti_4-xAl_0.5xNb_0.5xO₁₂,x=0.2%、0.5%、5.0%）改变其晶粒和晶界的微观结构,研究CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷高介电常数机理。正电子湮没结果显示,掺杂样品符合多普勒展宽谱S参数的变化趋势与平均寿命的变化趋势一致。x=0.5%掺杂样品的介电常数最高,其平均寿命、S参数和湮没长寿命成分均最小,阻挡层最薄。实验结果验证了描述CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷高介电常数机理的内阻挡层电容模型的预测。     

直拉单晶硅太阳能电池光致衰减效应的正电子湮没谱研究

采用正电子湮没辐射多普勒展宽谱研究了光照和热处理对直拉单晶硅太阳能电池微观缺陷和输出特性的影响。结果表明:随着光照时间的增加,太阳能电池的转换效率逐渐下降,照射超过12h后达到一个稳定值;将辐照后样品在200℃下热处理2h后,转换效率逐渐回复;电池中的硼氧复合体缺陷的激活和钝化导致电池转换效率和多普勒展宽谱的变化。     

非晶态合金Fe_(80-x)Cu_xSi_(15)B_5中Cu含量对正电子湮没特性的影响

我们对x=0、0.5和1的三种非晶样品测量了正电子平均寿命和Doppler加宽线形参数。为了确定寿命值的微小变化,采用了差分方法。将正电子实验的结果与X射线径向分布函数的测量结果作了比较。三种样品的平均寿命τ为151—148ps,正电子取样的平均原子半径～1.67A,径向分布函数估计的平均原子间距r_1/2～1.25A,这表明正电子被局域在原子密度低于平均值的区域内。忽略库仑相互作用的非线性项,我们估计与这种低密度区相联系的自由体积～0.77(以Fe中一个单空位的自由体积为单位)。X射线的结果表明,随Cu浓度增加平均原子间距略有增加。但寿命和H、D参数却下降,W上升。这表明正电子并未被深度捕获,冻结在Cu邻近自由体积和Fe邻近自由体积中的赝势差足以造成正电子的空间分布在Cu邻近自由体积中的局部增强,导致湮没特性趋向Cu。冻结在Cu和Fe邻近自由体积之间的赝势差估计为～0.84eV。它可以作为局域势上限的一个粗略估计。     

正电子湮没寿命测量中干扰信号对谱仪和测量结果的影响

正电子湮没信号的精准采集与关联符合技术是寿命谱灵敏表征材料微观缺陷的基础。测量环境中放射性射线对正电子湮没信号采集的影响,制约着寿命谱方法在复杂辐射背景中应用,特别是在核结构材料中子辐照损伤研究中,中子活化诱发的放射性核素形成的γ射线本底,将影响正电子寿命谱仪的测量结果。为探究γ本底对正电子湮没寿命测量的影响规律,本文基于⁶⁰Co、¹³⁷Cs源设计了辐射背景仿真实验,结果显示：⁶⁰Co源产生的双高能γ射线是影响寿命谱形状及湮没寿命的主要因素;通过对比高、低两种典型活度比(⁶⁰Co/²²Na为3.3和1.9)下的测量结果,并经活化反应堆压力容器钢样品放射性本底真实情况检验,结果发现：在低活度比下,辐射本底导致的偶然符合概率增大,寿命谱峰谷比显著变差;在高活度比下,除偶然符合外,信号错误符合概率急剧增加,谱形明显畸变且寿命值迅速减小。基于本文辐射背景放射源模拟方法及干扰γ的影响规律,可进一步探索正电子湮没寿命测量中γ本底排除的新技术和新方法。