基于中性原子疊加模型的正電子計(jì)算.pdf

1、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士學(xué)位論文基于中性原子疊加模型的正電子計(jì)算姓名：陳祥磊申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：粒子物理與原子核物理指導(dǎo)教師：葉邦角20090401摘要加，碳納米管束中的正電子由主要在碳納米管管間的區(qū)域出現(xiàn)轉(zhuǎn)變?yōu)橹饕谔技{米管管內(nèi)中心的區(qū)域出現(xiàn)；碳納米管束中的正電子與碳原子的價(jià)電子的湮沒(méi)概率變得越來(lái)越大，與核心電子的湮沒(méi)概率變得越來(lái)越小；碳納米管束中正電子的湮沒(méi)壽命先迅速增大，而后趨于一定值。計(jì)算得到管徑范圍在08～16衄的碳納米管束的

2、正電子壽命范圍為332～470ps，與實(shí)驗(yàn)測(cè)得的394ps符合。研究了目前應(yīng)用非常廣泛的化合物半導(dǎo)體材料(ZnO，GaN，GaAs，SiC，IIlP)中的正電子湮沒(méi)行為。計(jì)算了這幾種材料中的自由正電子壽命，各種單空位附近的束縛態(tài)正電子壽命，各種類型雙空位附近的束縛態(tài)正電子壽命。下面以晶體分類以GGA為例說(shuō)明計(jì)算結(jié)果(未指明的都是理論計(jì)算值)：?jiǎn)尉nO中的自由正電子體壽命是177ps，與文獻(xiàn)中的170ps符合得很好。單晶Zn0中的Zn單

3、空位的正電子壽命是237ps，與文獻(xiàn)中的230ps符合得很好。單晶ZnO中的O單空位不能捕獲正電子而使之形成束縛態(tài)，O單空位附近的正電子仍然可以熱運(yùn)動(dòng)到晶體的其它區(qū)域并隨之發(fā)生湮沒(méi)，說(shuō)明正電子測(cè)量不能準(zhǔn)確而清晰的反映ZnO單晶材料中的O空位信息。Zn雙空位的正電子壽命是259ps，ZnO雙空位的正電子壽命是266ps，這與一些文獻(xiàn)中的260ps左右的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)值相一致，說(shuō)明這些材料中可能存在Zn雙空位或者ZnO雙空位。與O單空位不同，計(jì)算

4、發(fā)現(xiàn)O雙空位可以捕獲正電予而形成束縛態(tài)，O雙空位的正電子壽命是188ps，與ZnO單晶體壽命非常接近，因而正電子壽命譜測(cè)量中在目前的精度下很難從ZnO體壽命中區(qū)分出O雙空位的正電子湮沒(méi)成分。單晶GaN中的自由正電子體壽命是153ps，與文獻(xiàn)中的實(shí)驗(yàn)測(cè)量值160ps基本符合。Ga單空位的正電子壽命是214ps，N單空位不能捕獲正電子而形成束縛態(tài)，N單空位附近的正電子仍然可以熱運(yùn)動(dòng)到晶體的其他區(qū)域并發(fā)生湮沒(méi)，這說(shuō)明正電子測(cè)量技術(shù)不能準(zhǔn)確而清

5、晰得反應(yīng)GaN單晶中的N單空位信息。Ga雙空位的正電子壽命227ps，Ga—N復(fù)合空位的正電子壽命是238ps，N雙空位可以捕獲J下電子而形成束縛態(tài)，N雙空位附近的束縛態(tài)正電子壽命是16lps，這與GaN的體壽命非常接近，因此GaN的正電子壽命測(cè)量中不能從正電子體湮沒(méi)信息中準(zhǔn)確的提取出正電子在N雙空位中的湮沒(méi)信息。單晶G啦s中的自由正電子體壽命是221ps，與文獻(xiàn)中的實(shí)驗(yàn)測(cè)量值229ps符合。Ga空位和As空位都可以捕獲正電子而形成束縛