正电子湮没技术工作原理及应用


发布时间:2021-02-25 10:19:19 浏览量 42 views
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摘要: 正电子湮没技术,是一项较新的核物理技术,它利用正电子在凝聚物质中的湮没辐射带出物质内部的微观结构、电子动量分布及缺陷状态等信息,从而提供一种非破坏性的研究手段而备受人们青睐。

正电子湮没技术基本工作原理及应用

正电子湮没技术,是一项较新的核物理技术,它利用正电子在凝聚物质中的湮没辐射带出物质内部的微观结构、电子动量分布及缺陷状态等信息,从而提供一种非破坏性的研究手段而备受人们青睐。现在正电子湮没技术已经进入固体物理、半导体物理、金属物理、原子物理、表面物理、超导物理、生物学、化学和医学诸多领域。特别是材料科学研究中,正电子对微观缺陷研究和相变研究正发挥着日益重大的作用。

基本原理

一种研究物质微观结构的方法。正电子是电子的反粒子,两者除电荷符号相反外,其他性质(静止质量、电荷的电量、自旋)都相同。正电子进入物质在短时间内迅速慢化到热能区,同周围媒质中的电子相遇而湮没,全部质量(对应的能量为2mec2)转变成电磁辐射──湮没γ光子。50年代以来对低能正电子同物质相互作用的研究,表明正电子湮没特性同媒质中正电子—电子系统的状态、媒质的电子密度和电子动量有密切关系。随着亚纳秒核电子学技术、高分辨率角关联测量技术以及高能量分辨率半导体探测器的发展,可以对正电子的湮没特性进行精细的测量,从而使正电子湮没方法的研究和应用得到迅速发展。现在,正电子湮没技术已成为一种研究物质微观结构的新手段。

应用

正电子湮没技术应用已有二十多年的历史。大量工作集中在发现和观察现象、改进实验技术、提出各种理论模型进行尝试性描述上,至今已跨入致力于物理过程定量或半定量理论与实验研究的阶段。

目前能够用PAT测量空位形成能的纯金属几乎都已测完,并开始进入了稀薄合金(低合金)中空位形成能定量测定的阶段。对于大多数材料科学中的问题来说,目前尚缺少定量的描述,而新的可能理论模型和实验结果仍在不断地涌现。

关键词 : 正电子湮没技术
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