正電子湮沒技術對熱控涂層輻照效應及SmFeAsO1-xFx缺陷的研究.pdf

1、正電子湮沒技術是一門將核物理、核技術應用于固體物理、材料科學、化學、生命科學等學科領域的技術。它以正電子作為探針，通過探測正反物質相遇發(fā)生湮沒產(chǎn)生的r光子來研究固體的微觀結構信息，主要包括正電子壽命譜儀（PALS）、多普勒展寬譜儀（DBS）、慢正電子束（SPB）等實驗技術。該方法最大的特點在于對樣品中原子尺度的缺陷極其靈敏，目前已經(jīng)成材料缺陷研究中不可或缺的工具。
　　 本文主要利用正電子湮沒技術并結合正電子壽命計算及第一性原理

2、計算對航天器熱控涂層在質子輻照下性能損傷的機理和鐵基超導體SmFeAsO1-xFx的缺陷進行了研究。
　　 第一章介紹了正電子湮沒譜學的基本知識及熱控涂層和超導體的背景知識。
　　 第二章主要對90keV 質子輻照下的航天器熱控涂層ZnO/Silicone的損傷機理進行了慢正電子湮沒研究，發(fā)現(xiàn)當輻照劑量低于1×1015cm-2 時，輻射交聯(lián)占支配地位，而當輻照劑量高于1×1015cm-2 時，則輻射降解占支配地位。

3、>　　 第三章主要用正電子壽命譜、多普勒展寬譜并結合正電子壽命計算對SmFeAsO1-xFx的缺陷進行了研究。通過測量發(fā)現(xiàn)母體和超導樣品S 參數(shù)明顯不同,分別反應了母體樣品的結構相變和超導樣品的超導態(tài)轉變，S-W曲線良好的線性表明超導相變前后存在的是同一種類型的缺陷；通過壽命譜測量得到兩個壽命成分，母體樣品為151.6ps和290.3ps，超導樣品為161.6ps和316.4ps，樣品中的短壽命成分主要來自于正電子自由態(tài)湮沒。并且在局

4、域密度近似（LDA）和廣義梯度近似（GGA）的基礎上，用中性原子疊加-有限差分的方法（SNA-FD）
　　 對正電子在SmFeAsO和SmFeAsF 單晶中體壽命及單空位壽命進行計算，表明GGA 方法計算得到的自由態(tài)正電子壽命與正電子壽命譜實驗測量的短壽命成分結果符合的較好，根據(jù)GGA的結果我們推斷壽命測量得到的300ps 左右長壽命成分可能來自于正電子在Sm 空位中的湮沒。
　　 在第四章中，我們采用了基于密度泛函理論

5、的第一性原理計算的態(tài)密度與符合多普勒展寬譜定性對比的方法來分析費米面附近電子的結構，并且通過Mg、Al、Si的實驗測量與理論計算進行對比，確認了符合多普勒展寬譜與態(tài)密度進行對比的可行性。用CASTEP軟件LaOFeAs和SmOFeAs及摻F 材料進行了計算，發(fā)現(xiàn)摻F以后O-2p 電子的態(tài)密度明顯增加，與常溫下SmFeAsO0.82F0.18 對SmOFeAs的商譜在（0～4）×10-3m0c 低動量區(qū)間的電子增多，而（4～13）×10-