Positron annihilation and X-ray diffraction studies on tin oxide thin films

Positron annihilation spectroscopy along with glancing incidence X-ray diffraction have been used to investigate tin oxide thin films grown on Si by pulsed laser deposition. The films were prepared at room temperature and at 670 K under oxygen partial pressure. As-grown samples are amorphous and are found to contain large concentration of open volume sites (vacancy defects). Post-deposition annealing of as-grown samples at 970 K is found to drastically reduce the number of open volume sites and the film becomes crystalline. However, film grown under elevated temperature and under partial pressure of oxygen is found to exhibit a lower S-parameter, indicating lower defect concentration. Based on the analysis of experimental positron annihilation results, the defect-sensitive S-parameter and the overlayer thickness of tin oxide thin films are deduced. S-W correlation plots exhibit distinct positron trapping defect states in three samples.     

正电子湮没技术与沸石分子筛

测量了３Ａ型及１３Ｘ型沸石分子筛在不同压强空气中的正电子寿命谱，并测量了１０Ｘ型分子筛在不同温度下焙烧后的寿命谱。测量表明：分子筛所吸附的气体对在其体内湮没的正电子有显著的影响．同时，沸石笼内水的存在也对其湮没参数有影响。研究表明，随着水的逐步脱除；笼内自由体积逐步增大；当脱水至一定程度后．笼内开始出现活性中心－质子酸。     

USY沸石中的正电子湮没

用正电子湮没方法研究了Y型沸石脱铝（高温水热处理）前后孔结构的变化，测量了在不同空气压强中的正电子寿命谱。在真空中得到脱铝前NaY沸石有4个寿命分量，脱铝后USY沸石有5个寿命分量．实验结果表明，经离子交换及高温水热处理后沸石中产生了“二次孔”。并且随着吸附空气的增加，USY沸石的τ5、I5明显减小。     

含卤素高聚物的正电子湮没特性

用正电子湮没辐射一维角关联实验装置和正电子湮没寿命谱仪观察了全氟乙烯丙烯共聚物(FEP)系列试样和不同含氯量的聚乙烯系列试样的正电子湮没特性,并分别与聚四氟乙烯均聚物(PTFE)和聚乙烯(PE)进行了对照。结果表明:分子材料的介电性质对正电子湮没特性有明显的影响。极性基团的加入改变了分子链上的电荷密度分布,导致微观偶极电场的产生,使在自由体积内部或陷落在缺陷巾的0-Ps正电子波函数与分子链上轨道电子波函数的重迭几率增加,长寿命τ_3减小;同时,由于卤素原子的电负性较强,抑制了Ps的形成,增加了自由正电子的数目,使角关联曲线低动量成分减小。     

铁中空位的正电子湮没特性

从第一性原理和二分量密度泛函理论出发．应用离散变办法和嵌入集团模型完全自洽地计算了不同相状态的铁单空位的正电子湮没特性．同时讨论了晶格膨胀和晶格弛豫对正电子湮没特性的影响。     

用正电子湮没谱学技术表征一种有机-无机杂化膜

应用正电子湮没寿命谱(Positron annihilation lifetime spectroscopy,PALS)和正电子湮没符合多普勒展宽能谱(Coincidence Doppler broadening energy spectroscopy,CDBES)等正电子湮没谱学技术能从微观尺度上对聚合物-金属有机骨架材料杂化膜的微观结构进行表征。结果表明,随着金属有机骨架(Metal-Organic Frameworks,MOFs)添加量的增大,杂化膜中较小的和较大的自由体积的尺寸都减小了;杂化膜的正电子湮没符合多普勒展宽能谱显示,MIL-101(Material Institute Lavoisier-101)亚纳米粒子的加入使得正电子在聚二甲基硅氧烷(Poly(dimethyl siloxane),PDMS)氧原子上的偏向湮没效应减弱,部分正电子与来自MIL-101亚纳米粒子中金属原子的电子发生湮没,表明MOFs加入改变了聚合物基体自由体积周围的化学环境。     

Gd3+掺杂YBCO体系超导电性的正电子研究

为探究稀土离子Gd3 的Y位掺杂对YBa2Cu3O7-δ(YBCO)体系晶体结构和局域电子结构的影响,利用正电子湮没和X-射线衍射(XRD)实验对Y1-xGdxBa2Cu3O7-δ(x=0-1.0)系列样品进行了系统研究.XRD实验表明,Gd离子的Y位替代使得样品晶胞参数增大,但所有样品均保持与YBCO相同的单相正交结构.输运测量表明,各实验样品超导转变温度Tc均在90 K以上,且整体上随Gd3 离子含量的增加而增加.正电子实验结果给出局域电子密度ne随Gd掺杂浓度x的增加而减小.     

Fe掺杂CuAlO_2的微结构和热电性能的正电子湮没研究

测量了CuAl1-xFexO2样品的X射线衍射图、热电性能、符合正电子湮没辐射多谱勒展宽谱和寿命谱。结果表明,在CuAlO2中加入少量的Fe(x≤0.10),样品的正电子湮没辐射多谱勒展宽谱的3d信号增强,正电子S参数、正电子平均寿命和电阻率降低;当Fe含量较高(x0.10)时,随Fe含量增加,CuAl1-xFexO2样品的正电子湮没辐射多谱勒展宽谱的3d信号降低,正电子S参数、正电子平均寿命和电阻率升高。CuAl1-xFexO2室温Seebeck系数随样品中缺陷浓度升高。讨论了Fe掺杂对CuAlO2微结构和热电性能的影响。     

Positron annihilation characteristics of ODS and non-ODS EUROFER isochronally annealed

Yttrium oxide dispersion strengthened (ODS) and non-ODS EUROFER produced by mechanical alloying and hot isostatic pressing have been subjected to isochronal annealing up to 1523 K, and the evolution of the open-volume defects and their thermal stability have been investigated using positron lifetime and coincidence Doppler broadening (CDB) techniques. Transmission electron microscopy (TEM) observations have also been performed on the studied samples to verify the characteristics of the surviving defects after annealing at 1523 K. The CDB spectra of ODS EUROFER exhibit a characteristic signature that is attributed to positron annihilation in Ar-decorated cavities at the oxide particle/matrix interfaces. The variation of the positron annihilation parameters with the annealing temperature shows three stages: up to 623 K, between 823 and 1323 K, and above 1323 K. Three-dimensional vacancy clusters, or voids, are detected in either materials in as-HIPed condition and after annealing at T ? 623 K. In the temperature range 823-1323 K, these voids’ growth and nucleation and the growth of other new species of voids take place. Above 1323 K, some unstable cavities start to anneal out, and cavities associated to oxide particles and other small precipitates survive to annealing at 1523 K. The TEM observations and the positron annihilation results indicate that these cavities should be decorated with Ar atoms absorbed during the mechanical alloying process.     

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。     

金属中空位及空位团的正电子寿命谱

本文从理论上讨论了金属中正电子湮没寿命和金属的空位、空位团的体积的关系,利用密度泛函和交换关联能的局域密度近似,系统地计算了一系列金属中不同空位团的正电子寿命值。可以看出,正电子湮没技术是研究金属微观缺陷结构的有力手段。     

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。     

纳米材料与C60的正电子湮没研究

综述了纳米材料与Ｃ６０的主要结构特征，良好的物理性能以及使用正电子湮没方法的一些研究工作，如研究纳米材料的界面结构，热稳定性和压力效应，测量Ｃ６０的正电子寿命，指出了用正电子湮没研究这两类材料的意义及目前存在的一些问题。     

非晶态FeCuNbSiB系合金结构缺陷的正电子湮没研究

通过测量不同温度下退火的非晶合金Ｆｅ７３．５Ｃｕ１Ｎｂ３Ｓｉ１３．５Ｂ９和Ｆｅ７３．５Ｃｕ１Ｎｂ１．５Ｍｏ１．５Ｓｉ１３．５Ｂ９的正电子湮没有寿命谱，配合Ｘ射线衍射分析，研究了非晶合金结构缺陷随退火温度的变化。结果表明，非晶合金中存在两种类型的自由体积。正电子湮没有寿命随样品退火温度的变化曲线对应着结构弛豫，局域晶化和完全晶化阶段。     

用激光诱导产生^1O2的正电子湮没研究

用正电子素Ｏ－Ｐｓ研究心亚甲兰为光敏剂在甲醇和水体系中激光诱导单态氧＾１Ｏ２的形成，理论推导了一Ｏ－Ｐｓ湮没率的改变与亚甲兰浓度之间的关系，经与实验结果对照证实了单态氧的产生。     

Positron annihilation study of effect of aluminum on iron－based amorphous alloys

Seven Fe-based amorphous alloys have been studied by Doppler broadening and lifetime techniques of the positron annihilation.It is shown that the parameters of positron annihilation in the Fe-based amorphous alloys containing more aluminum are larger than those in the alloys with less aluminum,which means that the existence of element Al in Fe-based amorphous alloys results in more vacancy-like defects.     

CoFe2O4磁性液体的正电子湮没谱分析

对ＣｏＦｅ２Ｏ４磁性液体进行了正电子湮没谱研究,结果显示,ＣｏＦｅ２Ｏ４磁性液的正电了湮没谱存在３种寿命成分,分别为τ１＝１５１．０ｐｓ,τ２＝１５１．０ｐｓ,τ３＝２３２５．６ｐｓ。表明在ＣｏＦｅ２Ｏ４超微粒表面存在大量空位和空位团。