基于中性原子疊加模型的正電子計算.pdf

1、中國科學(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算姓名：陳祥磊申請學(xué)位級別：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電子的湮沒概率變得越來越大，與核心電子的湮沒概率變得越來越?。惶技{米管束中正電子的湮沒壽命先迅速增大，而后趨于一定值。計算得到管徑范圍在08～16衄的碳納米管束的

2、正電子壽命范圍為332～470ps，與實驗測得的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)中的正電子湮沒行為。計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為例說明計算結(jié)果(未指明的都是理論計算值)：單晶ZnO中的自由正電子體壽命是177ps，與文獻中的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動到晶體的其它區(qū)域并隨之發(fā)生湮沒，說明正電子測量不能準確而清晰的反映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，這與一些文獻中的260ps左右的實驗觀測值相一致，說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成分。單晶GaN中的自由正電子體壽命是153ps，與文獻中的實驗測量值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動到晶體的其他區(qū)域并發(fā)生湮沒，這說明正電子測量技術(shù)不能準確而清

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的正電子壽命測量中不能從正電子體湮沒信息中準確的提取出正電子在N雙空位中的湮沒信息。單晶G啦s中的自由正電子體壽命是221ps，與文獻中的實驗測量值229ps符合。Ga空位和As空位都可以捕獲正電子而形成束縛