材料表征手段之一：正電子湮沒技術(shù)ppt課件.ppt

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1、材料表征手段之一：正電子湮沒技術(shù)彭成曉材料中的雜質(zhì)和缺陷能級主要影響（光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)）原因：周期性勢場受到破壞、在禁帶中進(jìn)入新的能級雜質(zhì)分類：缺陷分類：點(diǎn)缺陷、線缺陷、面缺陷占據(jù)位置：間隙式、替代式導(dǎo)電性質(zhì)：施主、受主點(diǎn)缺陷弗侖克爾缺陷：一定溫度下，格點(diǎn)原子在平衡位置附近振動，其中某些原子能夠獲得較大的熱運(yùn)動能量，克服周圍原子化學(xué)鍵束縛而擠入晶體原子間的空隙位置，形成間隙原子，原先所處的位置相應(yīng)成為空位。這種間隙原子和空位成對出現(xiàn)的缺陷稱為弗侖克爾缺陷。肖特基缺陷：由于原子擠入間隙位置需要較大的能量，所以常常是

2、表面附近的原子A和B依靠熱運(yùn)動能量運(yùn)動到外面新的一層格點(diǎn)位置上，而A和B處的空位由晶體內(nèi)部原子逐次填充，從而在晶體內(nèi)部形成空位，而表面則產(chǎn)生新原子層，結(jié)果是晶體內(nèi)部產(chǎn)生空位但沒有間隙原子，這種缺陷稱為肖特基缺陷。肖特基缺陷和弗侖克爾缺陷統(tǒng)稱點(diǎn)缺陷。雖然這兩種點(diǎn)缺陷同時存在，但由于在Si、Ge中形成間隙原子一般需要較大的能量，所以肖特基缺陷存在的可能性遠(yuǎn)比弗侖克爾缺陷大，因此Si、Ge中主要的點(diǎn)缺陷是空位(a)弗侖克爾缺陷(b)肖特基缺陷圖1.11點(diǎn)缺陷結(jié)構(gòu)、光學(xué)、電學(xué)性能缺陷電子順磁共振盧瑟福背散射透射電子顯微鏡

3、深能級順發(fā)譜霍爾效應(yīng)光致發(fā)光譜正電子湮沒譜內(nèi)容提要：一:正電子湮沒譜技術(shù)二:研究結(jié)果壽命譜技術(shù)慢正電子湮沒技術(shù)多普勒展寬技術(shù)一:正電子湮沒譜學(xué)晶體納米材料金屬聚合物材料e++e-nγn=1,2,3…正電子湮沒技術(shù)●正電子壽命譜：實(shí)空間電子密度分布信息●角關(guān)聯(lián)和多普勒展寬譜：電子動量分布信息壽命譜技術(shù)NIM插件探頭延遲箱在線數(shù)據(jù)獲取計(jì)算機(jī)壽命譜裝置Si壽命譜原理裝置框圖多普勒展寬的表征：線性參數(shù)正電子慢化過程示意圖慢化體示意圖慢束裝置屏蔽室線圈靶室插板閥符合多普勒展寬測量●相對能量分辨提高了近40%●峰底比提高了2

4、-3個數(shù)量級峰底比提高到~105符合多普勒譜三維圖示不同多普勒測量譜的的比較ZnO晶體結(jié)構(gòu)示意圖系統(tǒng)實(shí)物圖高純鍺高純鍺樣品高壓源放大器采集卡采集界面二：正電子湮沒技術(shù)在材料中的應(yīng)用退火環(huán)境對ZnO薄膜中缺陷的影響SLnoael>SLair950>SLoxy850≈SLoxy1000，SL=fbSb+fdSd,fd+fb=1,Sd>Sbfdnoael>fdair950>fdoxy850≈fdoxy1000，fdnoael、fdair950、fdoxy850、fdoxy1000分別表示在沒有退火樣品、空氣中950oC

5、退火、氧氣中850oC退火、氧氣中1000oC退火后ZnO薄膜中缺陷處正電子的湮沒份額。ZnO薄膜在在空氣和氧氣中退火后的光致發(fā)光譜量子點(diǎn)