正电子湮没

摘要： 由于辐照缺陷直接影响载流子收集效率和器件性能,辐照缺陷结构与六方氮化硼(hBN)中载流子产生和输运的关系一直是探测器研究的重要课题。利用静电计、X射线衍射(XRD)、正电子湮没寿命谱(PALS)等方法研究了热解氮化硼(PBN)和热压氮化硼(H-BN)材料的热中子辐照损伤和缺陷结构,以及辐照缺陷对载流子输运的影响。中子辐照的总剂量分别为3.9×10^(14),1.6×10^(15),1.0×10^(16) cm^(-2)。结果表明,中子辐照引入了大量的缺陷和杂质。缺陷的变化规律主要表现为单空位、双空位、小空位团缺陷浓度随着热中子辐照剂量的增加而增加。中子辐照产生的杂质(Li离子)成为了载流子产生中心。辐照引入的缺陷主要成为了载流子的散射和复合中心,降低了载流子迁移率和浓度,使得辐照后的载流子浓度远远低于预期的浓度。研究结果对于理解hBN中子探测器的载流子输运机理具有重要的科学意义。

摘要： 金刚石中浅表层氮空位色心在磁探测、量子传感等方面表现出优异的灵敏度和分辨率.相比于其他制备方法,低能碳离子注入具有要求金刚石纯度低、不引入新的杂质原子等优点,但其氮空位色心的形成机理尚不明确.本文采用低能碳离子注入和真空退火工艺在金刚石浅表层创建氮空位色心,并通过拉曼光谱、X射线光电子能谱以及正电子湮没分析,揭示了碳离子注入金刚石制备氮空位色心的机理.结果表明:碳离子注入金刚石在950°C真空退火后呈现出显著的氮空位色心发光.碳离子注入后金刚石浅表层表现出晶格畸变与非晶碳的损伤区,并产生了碳-空位簇缺陷(包裹碳原子的空位簇).在真空退火过程中损伤区通过畸变区的恢复与非晶碳区的固相外延逐步转变为金刚石结构,并伴随着碳-空位簇缺陷的不断解离.在850°C和900°C退火条件下损伤区结构得到部分修复,而在950°C退火时损伤层基本恢复,同时伴随碳空位簇解离的单空位与代位氮原子结合,形成了氮空位色心.

摘要： 为提高RE-Ba-Cu-O涂层导体在强磁场下的超导载流能力,本文采用离子辐照的方式拟在RE-Ba-Cu-O涂层导体产生缺陷以引入磁通钉扎中心.实验利用320 kV高电荷态离子综合研究平台对RE-Ba-Cu-O第二代高温超导带材进行H+离子辐照,进一步采用多普勒展宽慢正电子束分析及拉曼光谱技术研究了剂量在5.0×10^(14)—1.0×10^(16) ions/cm^(2)范围内H^(+)离子辐照后RE-Ba-Cu-O带材的微观结构的变化规律.研究结果表明,随H+离子辐照剂量增大,Y_(0.5)Gd_(0.5)Ba_(2)Cu_(3)O_(7-δ)超导层中产生了包括空位或空位团簇型等类型缺陷,缺陷增多,缺陷类型复杂性增加;涂层中氧原子发生重排,Cu-O面间距增加,涂层正交相结构被破坏.此类离子辐照产生的缺陷为磁通钉扎中心的引入奠定基础.

摘要： 用于核反应堆的金属结构材料中氢/氦泡的前躯体——(氢/氦)-空位复合体的形成受到温度、辐照剂量等多方面因素的影响,研究其在材料中的形成和演化行为对气泡形核的理解及先进核反应堆材料的发展起着至关重要的作用.然而,受到分辨率的局限,这种原子尺度的微结构很难用电镜等常规方法进行表征,以致于该问题的研究上可利用的数据相对较少.正电子湮没谱学是一种研究材料中微观缺陷的特色表征方法,近些年来慢正电子束流和新型核探测谱仪技术的不断发展以及基于慢束发展起来的多种实验测试方法的改进,使正电子湮没技术应用已拓展到金属材料中氢/氦行为的研究领域,在金属材料表面氢/氦辐照损伤的研究中发挥了重要作用.本文结合国内外相关进展以及本课题组的一些研究成果评述了正电子湮没谱学在金属材料氢氦行为研究中的应用,着重讨论了正电子湮没寿命谱、多普勒展宽谱、符合多普勒展宽三种测量方法在如下金属材料氢/氦行为研究中的优势:1)氢/氦气泡尺寸和浓度的估算;2)高能氢/氦离子辐照损伤缺陷及缺陷的退火、时效的演化行为;3)不同形变程度样品中氢/氦与形变缺陷的相互作用;4)不同能量或剂量氢/氦离子辐照对材料造成的损伤以及氢氦协同作用.

摘要： 正电子作为人类发现的第一种反粒子,其独特的性质引起科学家们广泛的关注.正电子湮没释放出的能量密度高,无放射性,相较于核聚变能更加具有潜力.基于正电子湮没提出激光驱动产生高能正负单子束,高能的正负电子束湮没释放巨大能量将为下一步的能源的实际应用提供借鉴意义.

摘要： 正电子作为人类发现的第一种反粒子,其独特的性质引起科学家们广泛的关注。正电子湮没释放出的能量密度高,无放射性,相较于核聚变能更加具有潜力。基于正电子湮没提出激光驱动产生高能正负单子束,高能的正负电子束湮没释放巨大能量将为下一步的能源的实际应用提供借鉴意义。

摘要： 纳米Al2O3/ZrO2复合陶瓷具有优良的力学性能,良好的高温稳定性和化学稳定性,并具有良好的抗辐照效应,是目前极具潜力的一种纳米陶瓷材料.采用正电子寿命谱分析同时配合着X射线衍射(X-rayDiffraction,XRD)和透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope,TEM)对纳米Al2O3、ZrO2和Al2O3/ZrO2复合陶瓷在不同退火温度下(室温-1000°C)的微结构及缺陷进行了研究.XRD研究表明:Al2O3、ZrO2和Al2O/ZrO2纳米复合陶瓷三种样品退火温度低于500°C时,晶粒尺寸保持不变;随着退火温度的增加,Al2O3晶粒尺寸变化不大,ZrO2和Al2O3/ZrO2有所增加,但由于Al2O3的抑制,Al2O3/ZrO2的晶粒生长更缓慢.正电子寿命分析表明:样品内主要缺陷是空位、空位团和微孔洞,缺陷主要集中在晶界处.对比ZrO2纳米陶瓷内缺陷,Al2O3和Al2O3/ZrO2纳米复合陶瓷内空位团或微孔洞缺陷尺寸更大,而相对数量更少.退火温度低于500°C时,三种样品内平均缺陷密度基本不变,高于500°C时由于晶粒生长,缺陷开始恢复,ZrO2变化更明显,而Al2O3/ZrO2由于相互抑制对方的晶粒生长,稳定性更高,这与XRD结果一致.纳米Al2O3的TEM图显示出晶粒大小基本不随退火温度变化发生改变,而纳米Al2O3/ZrO2只有在退火温度高于500°C时,晶粒开始慢慢长大,并且发生了团聚,非常直观地证实了XRD和正电子的实验结果.

摘要： 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(CaCu3Ti4-xAl0.5xNb0.5xO12,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.

摘要： 为研究二氧化钛纳米晶的缺陷性质对其光电性能的影响,采用溶胶-凝胶法制备了二氧化钛纳米晶,利用X线衍射和正电子湮没寿命谱对样品的晶相、平均粒径和缺陷性质等进行表征,并以所得二氧化钛纳米晶为基础制备二氧化钛纳米晶薄膜,进一步分析其光电性能.结果表明:在450°C的热处理温度下,可以合成锐钛矿相占主要成分的二氧化钛纳米晶.随着热处理时间从30 min延长至90 min,二氧化钛纳米晶的平均粒径从12.8 nm增大到47.9 nm.随着平均粒径的增大,二氧化钛纳米晶表面缺陷的尺寸变小且浓度降低,同时晶界间的自由体积发生复合.在表面缺陷和平均粒径的双重影响下,二氧化钛纳米晶薄膜的瞬态光电流密度随平均粒径的增大表现出先增大后减小的变化趋势,其中,基于26.5 nm粒径二氧化钛纳米晶制备所得薄膜的瞬态光电流密度最大,其值为0.072 mA/cm2.

摘要： 正电子十分敏感于材料中的空位、孔洞、界面、位错等空位型缺陷,正电子湮没技术(PAT)作为一种新型的测试技术,广泛应用于凝聚态物质的点阵缺陷问题研究中,该技术也为纳米微晶物质的结构及结构缺陷研究提供了有效手段.

摘要： 采用240keV质子对A508-3钢辐照，损伤注量分别达0.26 dpa、0.5 dpa、1.0 dpa，对损伤试样分别进行正电子湮没寿命谱测量和显微硬度测试，结果表明：随着损伤注量的增加，A508-3钢的正电子寿命τ1、τ2呈上升趋势。短寿命成分τ1由120 ps增加至151 ps，说明辐照后A508-3钢中产生单空位或双空位型基体缺陷。长寿命成分τ2有226 ps增加至262 ps，说明质子辐照后钢中产生了由多空位组成的微孔型基体缺陷，分别计算出质子辐照0.26 dpa、0.5 dpa、1.0 dpa后钢中微孔的平均直径为0.41 nm、0.45 nm、0.45 nm。显微硬度测量结果表明辐照产生的空位、微孔等基体缺陷与可能的富Cu团簇缺陷提高了位错运动的阻力，从而使材料产生辐照硬化现象。

摘要： 目前，CDB(正电子湮没符合多普勒测量技术)技术发展己经非常成熟，本文主要讨论近些年发展的各种正电子谱学新方法的特点，简单列举一些在材料微观缺陷表征工作中的典型应用结果。

摘要： 本文采用正电子湮没方法系统研究了TiAl金属间化合物中子辐照产生的微观缺陷结构特性及其缺陷的回复行为，针对Nb和Si两种添加元素对合金结构及其辐照缺陷回复过程的影响进行了分析讨论。

摘要： 测量了Fe、Zn和Al单晶，Fe-40Al、Zn-40Al合金以及冷轧Fe、Zn、Al和Zn-40Al合金的符合正电子湮没辐射多普勒展宽谱和寿命谱。实验发现，在二元Fe-40Al合金中，Al原子的3p电子与Fe的3d电子形成了局域的共价键，正电子与Fe的3d电子湮没概率较低。当Zn和Al原子形成Zn-40Al合金时，Zn原子和Al原子间主要以金属键结合。铸态Fe-40Al合金中的结构空位浓度较高，且存在开空间大的晶界缺陷。轧制铝的商谱明显低于单品铝的商谱，冷轧Zn60Al40合金商谱略低于铸态Zn60Al40合金商谱，而单品锌和轧制锌的商谱几乎重叠。Al、Zn金属和Zn60Al40合金经冷轧后，由于样品中产生了缺陷，而导致正电子平均寿命增加；轧制铝的增幅最大，轧制Zn60Al40合金增幅次之。而轧制锌的增幅最小。

摘要： 测量了不同CaSnO3含量的(1-x)BaTiO3-xCaSnO3压电陶瓷样品符合正电子湮没辐射多普勒展宽谱和寿命谱。实验结果表明，随着(1-x)BaTiO3-xCaSnO3陶瓷样品中caSnO3含量x的升高，正电子寿命谱的第二组分强度I2及平均寿命τm均升高，商谱谱峰降低，陶瓷样品中的缺陷浓度升高。在BaTiO3陶瓷中添加CaSnO3，将抑制晶粒的生长，使品界缺陷增加。随着烧结温度的升高，0.8BaTiO3-0.2CaSnO3和0.6BaTiO3-0.4CaSnO3陶瓷样品的晶粒最大，晶界缺陷和空位等减少，陶瓷样品的商谱降低。

摘要： 本实验将300keV，总剂量为6×1016cm-2的29Si+在室温下注入到未掺杂的ZnO单晶，并在氮气氛下进行退火处理。采用慢正电子束多普勒展宽，X射线衍射，拉曼光谱，透射电镜和高分辨率透射电镜，光致发光等表征方法对注入后产生的缺陷及热退火效应进行研究。测量结果显示，注入样品在不高于500°C的退火条件下，光致发光测量的紫外和可见光光强都十分微弱，表明29Si+注入严重影响ZnO单晶的晶格排列。透射电镜和高分辨透射电镜结果则直接证明注入后ZnO存在晶体-非晶共存的状态，非晶相的存在是由于注入的Si+离子强烈的化学作用。

摘要： 本文采用慢正电子束技术和原子力显微镜（AFM）对比研究纯铝（纯度99.9%, 99.999%）和铝合金（AA2037）腐蚀相关的缺陷及铜富集过程。结果表明：纯Al样品和其经1M NaOH 溶液腐蚀的样品，表面氧化层与铝合金体内之间都存在一界面缺陷层，导致S参数的增大。且纯度越大的纯Al原始样品的缺陷层厚度越薄，S参数越大，这说明合金元素或杂质的添加导致缺陷层厚度增加。纯Al样品在1M NaOH 溶液中腐蚀后，腐蚀引入了新的纳米尺度的空位团、空洞等缺陷导致缺陷层S 参数明显上升。但随腐蚀时间的增加S参数并没有明显的变化，而是基本相同。这说明样品腐蚀较长时间后，原始的界面缺陷层早已溶解，腐蚀导致的新缺陷层形成。AA 2037 连铸轧铝合金热轧板经1M NaOH 溶液腐蚀后，随腐蚀时间增加界面缺陷层S参数下降。虽正电子在缺陷处湮没导致S参数上升，但腐蚀使得铝合金表面有氧化膜/基体界面的产生并引起更多的Cu富集，从而使得S参数的下降。综合效果Cu富集引起S参数下降起主导作用。通过原子力显微镜（AFM）观察证实纯Al样品表面经腐蚀后有大量几百纳米大小的孔洞产生，而AA2037铝合金中只有少量的孔洞产生。

摘要： 正电子是人类最早发现的反粒子。1930年Dirac预言正电子存在，1932年Anderson在宇宙射线中发现。从50年代开始，正电子湮没技术作为一种成熟的实验技术相继在金属及合金材料、高分子材料、生物材料、半导体材料、低介电材料等领域研究中得到非常广泛应用。随着材料科学的发展，高分子纳米复合材料由于具有优异的物理化学性能而备受材料科学工作者的关注。本文报告了最近利用正电子湮没技术在研究聚合物纳米复合材料的微结构、界面相互作用、宏观性能与微结构的关联等方面的工作。

摘要： 通过元素Cu对Y位进行替代性实验，进一步探究Y位替代对YBa2Cu3O7-δ材料结构及超导性能的影响。结果说明Y位Cu掺杂引起了YBCO体系相变和局域电子密度的变化,从而影响体系超导电性的变化。

摘要： 本发明涉及一种二维正电子湮没角关联测量装置及方法，属于核探测技术领域，解决了现有测量装置计数损失大、操作复杂、难以普及应用的问题。该装置包括：第一固定探测器和第二固定探测器分别平行对称地设置于样品的两侧；第一固定探测器的多个第一正方形探测单元和第二固定探测器的多个第二正方形探测单元分别用于探测样品中电子与正电子湮没所产生的沿反向传播的第一伽马光子和第二伽马光子的入射位置信息；符合系统，用于采集符合时间内的第一伽马光子和第二伽马光子的入射位置信息，并结合样品的位置信息获得对应的立体淹没角，进而获得二维正电子湮没角关联谱。提高了计数率和测量精度的同时，简化了操作，并且适用性强。

摘要： 本发明提供一种对粉末或液体样品的正电子湮没谱测试方法，使用Kapton薄膜将正电子放射物质包裹，形成正电子放射源；用正电子湮没特征已知的膜将正电子放射源包裹住，放置在自封袋内，在自封袋内填入足量的被测样品；正电子源以一定的速率放出正电子，正电子注入被测材料并在材料中湮没；使用闪烁体探头探测正电子的生成光信号以及湮没光信号，然后依次通过恒比定时甄别器、时幅转换器、多道分析器后信息被计算机录入，并最终生成一个包含大量湮没数据的正电子湮没寿命谱。本发明可以测试液体、粉末样品的正电子湮没寿命谱，测试过程不需要压片，不破坏液体、粉末样品的结构，该方法测试时不会有污染、破坏正电子放射源的风险。

摘要： 本发明涉及一种正电子湮没角关联测量方法，属于核探测技术，解决了现有测量方法可行性低、操作复杂、测量效率低、精度差的问题。该方法包括以下步骤：利用第一固定探测器的多个第一条形探测单元和第二固定探测器的多个第二条形探测单元分别探测样品中电子与正电子湮没所产生的沿反向传播的第一伽马光子和第二伽马光子的入射位置信息；获取符合时间内的第一伽马光子和第二伽马光子的入射位置信息，并根据所述入射位置信息及样品的位置信息获得对应的湮没角；根据所述湮没角获得一维正电子湮没角关联谱。该方法可行性高、简化了操作的同时，提高了测量效率和测量精度。

摘要： 本发明涉及一种正电子湮没角关联测量装置，属于核探测技术领域，解决了现有技术可行性低、计数损失大、测量时间长、效率低的问题。该装置包括第一固定探测器、第二固定探测器和符合系统；第一固定探测器和第二固定探测器分别平行对称地设置于样品的两侧；其中，第一固定探测器和第二固定探测器的多个第一条形探测单元和多个第二条形探测单元分别用于探测样品中电子与正电子湮没所产生的沿反向传播的第一伽马光子和第二伽马光子的入射位置信息；符合系统，采集符合时间内的第一伽马光子和第二伽马光子的入射位置信息，并根据入射位置信息及样品的位置信息获得一维正电子湮没角关联谱。操作简单、测量效率高，并且可以提高测量分辨率。

摘要： 本发明公开了一种基于正电子湮没的3D打印工艺在线实时监测方法，包括以下步骤：a、选取正电子核素的种类，生成具有活度的正电子核素；b、用正电子核素使得3D打印物体内部均匀持续产生正电子；c、将3D打印机固定在γ光子环形阵列探测器内部，用以实时采集符合探测的正电子湮没产生的γ光子数据；d、建立正电子核素浓度分布与图像像素之间对应关系的数学模型，采用MLEM或OSEM数学算法，得到3D打印机打印过程中打印材料分布情况的3D图像。本发明空间同步成像，成像效率高，测试时间短，成像质量好，无辐射危害；本发明通过数学算法重建为打印材料空间状态分布的3D图像，直观形象地达到3D打印工艺在线实时监测的目的。

摘要： 本发明涉及一种基于深度学习的正电子湮没角关联测量方法及装置，属于核探测技术领域，解决了现有测量方法对器件的性能要求高、测量效率低的问题。该方法包括获取样本训练集；基于样本训练集对深度神经网络模型进行优化；利用伽马光子探测装置探测待测样品中电子与正电子湮没所产生的两个伽马光子对应获得两个二维数组；利用优化好的深度神经网络模型基于两个二维数组分别获得两个伽马光子的入射位置坐标；根据所述入射位置坐标及待测样品的位置坐标获得对应的立体湮没角，并根据该立体湮没角获得待测样本对应的二维正电子湮没角关联谱，该方法将湮没角测量与深度学习相结合，提高了定位效率，即保证了测量精度，又减少了测量时间开销。

摘要： 本发明公开了一种伽马光子探测装置以及正电子湮没角关联测量装置，涉及核探测技术领域，解决了现有测量方法对仪器的性能要求高、测量效率低的问题。伽马光子探测装置包括：Na22放射源，用于产生正电子；两个荧光探测器，分别覆盖耦合有闪烁晶体板，分别平行对称地设置于待测样品两侧；闪烁晶体板与荧光探测器共同配合，用于探测得到待测样品中电子与正电子湮没所产生的沿反向传播的第一伽马光子和第二伽马光子对应的第一二维数组、第二二维数组；伽马光子探测器，用于探测Na22放射源产生正电子时伴随产生的第三伽马光子，以作为两个荧光探测器的曝光触发器；存储器，用于存储伽马光子探测装置探测获得的伽马光子对对应的两个二维数组。

摘要： 本公开是关于用于液闪表征的正电子湮没寿命谱测量方法及系统，涉及核谱学和核探测技术领域。该方法将液闪样品设置在放射源单侧，并相隔预设距离，分别探测放射源衰变产生的第一能量信号获得起始时间，探测正电子由放射源释放后进入液闪样品的第二能量信号获得符合时间，探测正电子湮没产生的第三能量信号获得停止时间，并在起始时间、符合时间满足预设符合判选条件时，根据起始时间、停止时间统计正电子湮没寿命谱。该方法无需设置窗口材料，能灵活调整测量环境；由液闪闪烁测得的符合时间不参与统计，避免了液闪性能对测量结果精度的影响，而采用筛选后的起始时间、停止时间进行统计，可以排除错误事例，保证测量准确、灵活以及稳定。

摘要： 本公开是关于一种二维正电子湮没寿命谱测量方法及系统，涉及核谱学和核探测技术领域。该方法对待测样品中的湮没事例，分别探测了正电子湮没时反向产生两个湮没伽马光子的第一停止时间和第二停止时间，再分别与放射源衰变产生起始伽马光子的起始时间计算得到第一寿命值、第二寿命值，并对第一寿命值、第二寿命值进行二维统计，获得了正电子在待测样品中湮没的二维正电子湮没寿命谱。该方法对一次湮没事例产生的两个湮没伽马光子进行统计，能够有效排除背底计数，进而提高寿命谱的峰谷比，且能够提升对湮没事例中湮没伽马光子信息的利用率，从而提升测量的时间分辨率。

摘要： 本实用新型公开了一种正电子寿命湮没一体机系统，涉及高能物理及材料缺陷领域，针对现有的正电子湮没寿命谱仪无法进行散热调节，从而导致其使用过程中散热不够理想，易导致其内部电器元件受损的问题，现提出如下方案，其包括装置本体，所述装置本体的两侧边均设置有散热孔，且所述散热孔的内部沿其高度反向通过转轴转动安装有多个结构相同的调节板，所述装置本体两侧边均设置有第一安装槽，第二安装槽以及第三安装槽，且所述第二安装槽位于第一安装槽和第三安装槽之间。本实用新型结构新颖，且该装置能够根据实际使用需求对其散热效果进行调节，保证该装置的正常散热效率，从而能够保证该装置的正常使用寿命，适宜推广使用。