正電子湮沒技術(shù)-在線瀏覽
2025-03-09 16:36本頁面
【正文】 tronium，簡寫為 Ps)。 ? Ps的結(jié)構(gòu)類似于氫，其原子半徑約為氫的兩倍，而結(jié)合能只有氫原子的二分之一。 ? 由于湮沒過程屬電磁相互作用應(yīng)滿足宇稱守恒， p Ps可以發(fā)生 2?湮沒，而 o Ps只能發(fā)生 3?湮沒，即放出 3個 ?光子。 ? 對于入射的非極化正電子，自旋呈對稱分布，因此形成 pPs與 oPs的數(shù)目比為 1： 3。這導(dǎo)致材料中 oPs的壽命大大小于 140ns的本征壽命而通常只有 110ns，所以可以利用拾起湮沒追蹤化學(xué)反應(yīng)過程。 正電子的壽命 ?自由正電子在其運動速度 v遠(yuǎn)小于光速 c時，單位時間發(fā)生 2?湮沒的幾率為： 式中 r0是經(jīng)典電子半徑， c為光速， ne是正電子所在處的電子密度。 er 20?????1? 湮沒對的動量守恒 ?正電子和電子的湮沒特性不僅與介質(zhì)中電子濃度有關(guān)，還和電子動量分布有關(guān)。在它們的質(zhì)心坐標(biāo)系中，光子的能量精確地為 ，并且兩個 ?光子嚴(yán)格地向相反方向運動。 湮沒過程中動量守恒矢量圖 ?PLPPTP 2=m0c P L/2P1=m0c + PL/2cmP T 0/??因為熱化后的正電子動量幾乎為零，所以測量的角關(guān)聯(lián)曲線描述了物質(zhì)中被湮沒的電子的動量分布 。頻移為： ? 其中 vL是湮沒對質(zhì)心的縱向速度，等于 PL/2m0，由于光子能量正比于它的頻率，可以得到能量為 m0c2時，其多普勒能移為： ? 湮沒輻射的線形反映了物質(zhì)中電子的動量分布。所以測量正電子湮沒角關(guān)聯(lián)曲線和多普勒展寬譜可以研究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的變化。正電子在樣品中湮沒后發(fā)出能量為 ?光子是湮沒事件的終止信號。 ? 22Na放射源的半衰期較長，為 ，且使用方便，因此用于正電子壽命譜測量的放射源幾乎全是 22Na源。另一個 ?+衰變能量為 ，因為此分支比只占 %而太低，因此無實際意義。因此 ?射線作為譜儀時間測量的起始點 。這三種方法分別稱為： 1. 2?角關(guān)聯(lián)測量， 2. 多普勒線形展寬譜 3. 正電子壽命譜。正電子的深度分布近似滿足下面的指數(shù)關(guān)系： ? ?為吸收系數(shù)，由入射時正電子的能量及材料密度決定。 )exp(),( zEzP ?? ?? 正電子在固體物質(zhì)中的擴散 ?熱化后的正電子在介質(zhì)中隨機擴散，平均擴散長度約為 1000197。 ?熱化后的正電子處于正電子導(dǎo)帶帶底的基態(tài)，即非局域的布洛赫態(tài)，并服從玻爾茲曼分布： )exp()(),(23 TkETkmTEf BB ???? ??? ? 正電子在固體物質(zhì)中的捕獲 ?在熱擴散階段，正電子波函數(shù)可能會與晶格中的點陣缺陷交迭。 ??????????????????????????????????????????????????????????價態(tài)空穴導(dǎo)帶電子電子缺陷替代原子間隙原子雜質(zhì)點缺陷自填隙原子空位錯位缺陷本征點缺陷零維缺陷（點缺陷）位錯處的雜質(zhì)原子錯位一維缺陷（線缺陷）堆垛層錯孿晶界面小角晶粒間界二維缺陷（面缺陷）洞空淀沉包藏雜質(zhì)三維缺陷（體缺陷）缺陷 缺陷的分類 空位型晶體缺陷 ? 空位型缺陷包括： 空位 刃型位錯 空位團 微孔洞等。 ? 缺陷符號的右下角的符號標(biāo)志著缺陷在晶體中所占的位置： 用被取代的原子的元素符號表示缺陷是處于該原子所在的點陣格位上；用字母 i表示缺陷是處于晶格點陣的間隙位置。 正電荷 中性點缺陷所帶有效電荷缺陷在晶體中所占的格位點缺陷名稱 二態(tài)捕獲模型 ? 二態(tài)捕獲模型認(rèn)為，正電子在樣品中存在兩種不同的狀態(tài)：第一種是自由態(tài)，第二種是缺陷捕獲態(tài)或某種其他正電子束縛態(tài)。 ? ?1和 ?2與物理圖象中的正電子壽命一般不直接對應(yīng)相等，而是通過式（ 4）互相聯(lián)系。但最簡單的結(jié)果是立即可求出 ?f，它就等于平均湮沒率 ?av， ?av的定義為： ?????21iiiav I（ 8） 二態(tài)捕獲模型的近似 ? 為了得到一些更簡單的關(guān)系式，便于分析實驗結(jié)果，?？刹捎靡恍┖侠淼慕疲? 1. 無逃逸近似（簡單捕獲模型） 2. 低缺陷濃度近似 無逃逸近似 ?當(dāng)缺陷捕獲勢很大時，基本上可忽略正電子的逃逸效應(yīng)，由式（ 4）和（ 7），令逃
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