The exact solution of the diffusion trapping model of defect profiling with variable energy positrons
本文给出了正电子扩散俘获模型的一个精确解析解。该模型已被广泛应用于用可变能量正电子束（VEP）技术对相邻表面层进行缺陷轮廓测量的实验数据处理。然而，到目前为止，这个模型只能用所谓的VEPFIT程序进行数值处理。当缺陷轮廓分别用离散阶跃函数和连续指数函数描述时，得到了精确解的显式形式。我们的解决方案允许导出解析表达式的典型正电子湮没特性，包括正电子寿命谱。后一个量可以使用脉冲慢正电子束来测量。我们的分析结果与VEPFIT数值计算和实验数据都符合得很好。所提出的解易于推广到其他形状的缺陷轮廓，并可很好地用于更精确地处理上述实验数据。
2013-08-03 cond-mat.mtrl-sci
Gradient correction scheme for bulk and defect positron states in materials: New developments
由于局域密度近似正电子计算系统地低估了正电子的寿命，当它们与实验结果相比时，正电子的广义梯度近似（GGA）在20世纪90年代被引入，类似于电子的GGA。本文综述了正电子广义几何近似的新进展，并讨论了它们对正电子寿命计算的影响和可能的改进。特别是，这些新的GGA方法是基于最近的扰动超网链和量子蒙特卡罗结果。
2014-07-15 cond-mat.mtrl-sci
Single Crystal Growth of Ga2(SexTe1-x)3 Semiconductors and Defect Studies via Positron Annihilation Spectroscopy
用改进的Bridgman法生长了Ga_2（SexTe_（1-x））_3半导体小单晶（x = 0.1，0.2，0.3）。高分辨率粉末X射线衍射证实了锌立方结构，在（111）布拉格线附近观察到额外的卫星峰。这表明，在[111]方向上存在先前在Ga 2 Te 3中观察到的有序空位平面。通过正电子湮没光谱缺陷研究表明，平均正电子寿命为400 ps的散装作为生长的标本。如此大的寿命表明，这些材料中的正电子湮没位点主要是由缺陷。此外，通过符合多普勒展宽测量分析的电子动量表明存在大量的开体积缺陷，可能是空位簇或空隙。
2011-09-06 cond-mat.mtrl-sci
Positron annihilation spectroscopy for heat-treated Fe-Ga alloys and their defect structure
本文报道了Fe_（21）Ga和Fe_（22.4）Ga合金的寿命正电子湮没谱（PALS）结果，其缺陷结构与沿Fe_（21）Ga和Fe_（22.4）Ga相图从20 ℃到1000 ℃退火有关，在L_12-A_2跃迁和D_0_3相的亚晶格中。在标准俘获模型的框架下，我们估算了体金属和不同热空位的正电子湮没参数。我们还定义了这些空位缺陷的浓度，这可能有助于解释Ge-Ga合金的物理性质，包括巨软化和极端$λ_{100}$在给定的金属间化合物。
2015-09-06 cond-mat.mtrl-sci
Positron annihilation lifetime and Doppler broadening spectral calculations of oxygen-doped 3C-SiC
School of Nuclear Science and Technology, University of South China（南华大学核科学技术学院）；School of Computer, University of South China（南华大学计算机学院）
本研究利用DFT计算氧掺杂3C-SiC中缺陷的正电子湮灭寿命和多普勒展宽光谱，揭示了不同缺陷的电荷状态对湮灭特性的影响，并展示了PAS在区分缺陷类型中的应用。
2026-02-07 cond-mat.mtrl-sci
Diffusion-reaction model for positron trapping and annihilation at spherical extended defects and in precipitate--matrix composites
本文给出了正电子在小的扩展球形缺陷（团簇、空洞、小沉淀物）中的俘获和湮灭以及在空位型点缺陷中的竞争性限速俘获的扩散$-$反应模型的精确解。封闭形式的表达式得到的平均正电子寿命和强度的两个正电子寿命组件与缺陷处的陷阱。精确的解决方案可以方便地应用于实验数据的分析，并允许在多大程度上的通常的方法，它考虑到扩散限制的有效扩散捕获率，是适当的评估。该模型被进一步扩展应用到更大的沉淀物，扩散和反应限制捕获不仅被认为是从基体到沉淀物$-$基体界面的捕获，但也从内部的沉淀物到界面的捕获。这使得该模型适用于所有类型的复合结构，其中球形物体嵌入在矩阵中，而不管它们的大小和数量密度如何。
2019-04-16 cond-mat.mtrl-sci
Probing defects in chemically synthesized ZnO nanostrucures by Positron Annihilation and Photoluminescence Spectroscopy
本文介绍了化学合成的ZnO纳米粒子的各种尺寸的本征缺陷的结构排列的大小引起的变化。常规的X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）已被用来确定纳米ZnO样品的形状和尺寸。利用正电子湮没谱的详细研究揭示了锌空位的存在。而光致发光分析结果预测了带电氧空位的特征。尺寸引起的正电子参数以及光致发光性质的变化，已显示出对比或非单调的趋势，因为尺寸从4 nm到85 nm变化。与单电荷氧空位占优势的较大纳米结构相比，低于临界尺寸（~ 23 nm）的小球形颗粒由于双电荷氧空位的较高占据而接收更多的正表面电荷。这种电子变化被认为引发了另一种有趣的现象，被描述为纳米颗粒内的正电子限制。最后，基于所有的结果，在本样品中的本征缺陷的结构排列的模型已被调和。
2011-09-14 cond-mat.mtrl-sci
Defect Imaging and Detection of Precipitates Using a New Scanning Positron Microbeam
我们报道了一种新研制的基于高强度正电子源NEPOMUC正电子三重慢化的扫描正电子微束。为了提高亮度，应用具有$100\,$ nm薄Ni（100）箔和9.6%效率的再减载单元以将束斑的面积减小60倍。以这种方式，在$19\times19\,$ mm $^{2}$的大扫描范围内实现了具有$33\,μ$ m的横向分辨率的缺陷光谱。此外，使用多普勒展宽光谱（DBS）的2D缺陷成像被证明是在不到两分钟的异常短的测量时间内进行的$1\times1$毫米$^{2}$（$100\times100\,μ$ m $^{2}$）的区域与$250\,μ$ m（$50\,μ$ m）的分辨率。采用空间分辨率高的同步DBS技术，研究了高强时效铝合金（AlCu 6 Mn，EN AW-2219 T87）激光焊缝中的缺陷结构。缺陷分布的可视化显示了原材料和焊接区之间的急剧过渡以及非常小的热影响区。在接收态材料中检测到空位状缺陷和富Cu沉淀物，并且在较小程度上在焊缝的过渡区中检测到空位状缺陷和富Cu沉淀物。最值得注意的是，在焊缝的中心没有形成Cu-空位复合物的空位，并且可以清楚地识别晶格中的Cu原子的溶解，即形成过饱和溶液。
2017-08-15 cond-mat.mtrl-sci
Kinetics of natural aging in Al-Mg-Si alloys studied by positron annihilation lifetime spectroscopy
采用正电子湮没寿命谱技术对纯三元Al-Mg-Si合金自然时效过程进行了实时研究，以阐明Al-Mg-Si合金自然时效过程中的团簇和沉淀过程及其动力学。结果发现，这些合金的自然时效至少发生在五个阶段，其中四个是直接观察。这被解释为空位与溶质原子或团簇之间复杂相互作用的结果。正电子寿命演化的早期阶段之一与通过差示扫描量热法（DSC）观察到的成簇过程相一致，并且涉及形成具有\sim 0.200 ns寿命的正电子陷阱。在后期阶段，具有更高寿命的正电子陷阱与第二聚类反应的DSC信号一致地发展。Mg控制这一阶段的动力学和寿命变化。在淬火后的前10分钟内，发现那些富镁合金的正电子寿命几乎恒定，随后显示出对人工时效的硬度响应不足，即所谓的“负面效应”。“观察到的各种过程可以用两个有效的活化能来描述，这两个活化能是通过将老化温度从10 ℃变化到37 ℃来发现的。
2012-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Defects and hyperfine interactions in binary Fe-Al alloys studied by positron annihilation and Mossbauer spectroscopies
本文用正电子寿命谱、正电子湮没辐射的符合多普勒展宽谱和穆斯堡尔谱研究了不同Al含量的二元Fe-Al合金中的缺陷、3d电子行为和超精细相互作用。结果表明，随着Fe-Al合金中Al含量的增加，合金的平均正电子寿命增加，平均电子密度降低。二元Fe-Al合金中Al含量的增加会使3d未成对电子的数量减少，从而使正电子与3d电子湮灭的几率和超精细场急剧下降。Al含量小于25at%的Fe-Al二元合金的穆斯堡尔谱为不连续的六重态，室温下表现出铁磁贡献。Fe_（70）Al_（30）的穆斯堡尔谱显示出较宽的单重态。当Al含量大于40at%时，合金的穆斯堡尔谱为单态，即合金为顺磁性。本文讨论了二元Fe-Al合金中3d电子的行为及其对超精细场的影响。
2013-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Modeling the momentum distributions of annihilating electron-positron pairs in solids
测量正电子湮没辐射的多普勒展宽或两个湮没伽马量子之间的角相关性反映了正电子在材料中看到的电子动量分布。固体中的空位型缺陷使正电子局部化，测量的光谱对缺陷的详细化学和几何环境敏感。然而，测量的信息是间接的，当使用它在缺陷识别比较与理论预测的光谱是必不可少的。本文提出了一种计算固体中正负电子对湮灭时动量分布的计算方法。用全电子投影缀加波方法描述价电子态及其与离子核的相互作用，用原子轨道描述核态。我们应用我们的数值方案选定的系统和比较三种不同的增强（电子-正电子相关）计划以前使用的密度泛函理论内的湮灭电子-正电子对的动量分布的计算。我们表明，使用状态相关的增强方案导致更好的结果比位置相关的增强因子的情况下，不同系统之间的多普勒频谱的比率。此外，我们证明了我们的计划研究空位型缺陷的金属和半导体的适用性。特别地，我们研究了正电子在空位型缺陷处所产生的力对离子弛豫的影响。
2005-11-14 cond-mat.mtrl-sci
Accurate theoretical prediction on positron lifetime of bulk materials
基于第一性原理计算，对体材料正电子理论寿命的可靠性水平进行了初步的统计评估。我们发现原来的广义梯度近似（GGA）形式的增强因子和相关势高估了梯度因子的效果。此外，在这项工作中发现，模型和数据之间的差异是噪声水平的数据之间的一个很好的协议。此外，我们提出了一种新的GGA形式的相关方案，它提供了最好的性能。这一工作表明，体材料正电子寿命的理论预测达到了一个全新的可靠性水平，最佳理论方案的精度可以与材料类型无关。
2015-10-22 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Influence of oxygen on thermal stability of nanocrystalline aluminum studied by positron annihilation spectroscopy
用正电子寿命谱和X射线衍射（XRD）方法研究了纳米铝的热稳定性。这些纳米颗粒通过流动悬浮（FL）方法[1]和电弧放电（DC）方法制备。重点研究了纳米颗粒表面氧化物对结构稳定性的影响。正电子寿命结果表明，两种样品的正电子寿命τ2相对较高，晶界空位团是主要的正电子陷阱。在150 ℃时效84 h后，由表面部分氧化的纳米颗粒组成的样品的平均晶粒尺寸几乎不变，而由纯纳米Al组成的样品的平均晶粒尺寸增大。在150 ℃时效时，纳米颗粒表面的部分氧化阻碍了晶粒的生长，与Al2O3有关的空位团簇需要较长的时效时间才能分解，这意味着氧化物稳定了纳米材料的微观结构。这一效果有利于数控材料保持优良的性能。
2015-02-05 cond-mat.mtrl-sci
Co-evolution of point defects and Cr-rich nano-phase in binary Fe-20 at.% Cr alloy: A comprehensive investigation using positron annihilation spectroscopy and atom probe tomography
本研究通过APT和PAS联合探测，揭示点缺陷在Fe-20 at.% Cr合金α'相分离中全程起关键作用，空位-Cr复合物促进形核并影响硬度，时效后期空位迁移消除，形成无缺陷析出物。
2022-05-06 cond-mat.mtrl-sci
Study of ageing in Al-Mg-Si alloys by positron annihilation spectroscopy
在许多常见的Al-Mg-Si合金（6000系列）中，固溶后在“室温”或接近“室温”下的中间储存导致在随后的\approx 180°C人工时效步骤期间沉淀动力学的显著变化。这不仅是生产中的烦恼，也是对研究人员的挑战。本文通过电阻率、硬度、热分析、正电子寿命和多普勒展宽谱等方法研究了Al-Mg-Si合金的自然室温时效动力学，以确定自然室温时效对人工时效的负面影响可能出现的阶段。正电子寿命测量是在快速模式下进行的，使我们能够在不到1分钟的时间内测量平均寿命。DB测量进行了一个单一的探测器和68 Ge正电子源，采用高动量分析。各种测量表明，NA比预期的要复杂得多，至少可以区分出四个不同的阶段。这些阶段的性质不能肯定地给出，但可能的顺序包括空位扩散到单个溶质原子，溶质团簇的成核，Mg聚集成团簇和这些团簇的粗化或排序。在更复杂的老化处理（包括在0°C、20°C和180°C下储存）后，也进行了正电子寿命测量，有助于理解所涉及的机制。
2012-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Identification of vacancy defects in a thin film perovskite oxide
利用可变能量正电子湮没寿命测量技术对激光烧蚀SrTiO_3/SrTiO_3薄膜中的空位缺陷进行了研究。锶空位相关的缺陷是占主导地位的正电子陷阱，除了在顶部~ 50 nm，被发现是均匀分布的。表面层表现出更大的开体积缺陷，大空位簇或纳米空隙的湮灭增加。
2009-06-30 cond-mat.mtrl-sci
Energetics of positron states trapped at vacancies in solids
我们报告了正电子在金属和半导体中空位缺陷处俘获的计算第一性原理研究。主要强调的是能量的捕获过程中，包括正电子状态和缺陷的离子结构之间的相互作用，并在随后的湮没特性的捕获状态。对于共价半导体中的空位，离子弛豫是正电子捕获过程的关键部分，使得正电子状态能够局部化。然而，正电子俘获并不强烈地影响电子结构的特征，例如，电离水平仅适度变化。在金属空位的情况下，正电子诱导的离子弛豫对湮灭电子-正电子对的正电子寿命和动量分布也有明显的影响。
2007-07-07 cond-mat.mtrl-sci
Nature of the positron state in CdSe quantum dots
正电子湮没谱是研究嵌入薄膜中的配体覆盖的半导体量子点（QDs）的电子结构和表面组成的高灵敏探针。然而，相关的正电子态的性质，无论正电子是被限制在量子点内部还是局限在它们的表面，到目前为止仍然没有得到解决。我们的正电子湮没寿命谱（PALS）研究的CdSe量子点揭示了存在一个强的寿命成分在358-371 ps的窄范围内，表明丰富的捕获和湮没的正电子在量子点的表面。此外，我们的从头计算的正电子波函数和寿命采用最近制定的加权密度近似（WDA）表明存在的正电子表面状态和预测正电子寿命接近实验值。因此，我们的研究解决了长期存在的问题，在半导体量子点的正电子状态的性质，并打开了通过高灵敏度的正电子湮没技术提取定量信息的表面组成和配体表面相互作用的胶体半导体量子点。
2018-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Challenges in predicting positron annihilation lifetimes in lead halide perovskites: correlation functionals and polymorphism
Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；CEA（法国原子能和替代能源委员会）；Service de Recherches en Corrosion et Comportement des Matériaux, SRMP（腐蚀与材料行为研究服务，SRMP）；Department of Physics, IriG, Univ. Grenoble-Alpes and CEA（格勒诺布尔阿尔卑斯大学物理系，IriG 及 CEA）；CEA/DRF/IRAMIS；University Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；Department of Physics, University of Helsinki（赫尔辛基大学物理系）
研究通过比较不同近似方法，探讨了电子-正电子相关功能在铅卤化物钙钛矿中预测正电子湮灭寿命中的作用，并揭示了空位大小与寿命的关系，以及多形性对空位形成能的影响。
2026-04-22 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Defect analysis of the $β$- to $γ$-Ga$_{2}$O$_{3}$ phase transition
本研究通过多种方法分析了Ga₂O₃从β相到γ相相变过程中缺陷的变化及晶体质量。
2025-10-01 cond-mat.mtrl-sci
Artificial neural network as an effective tool to calculate parameters of positron annihilation lifetime spectra
本文提出用多层感知器回归模型预测正电子湮没寿命谱参数，以固相烷烃为例验证其与常用方法一致性良好，可作为快速精确的PALS谱分解替代工具。
2023-01-04 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph physics.chem-ph
Split Ga vacancies and the unusually strong anisotropy of positron annihilation spectra in $\boldsymbolβ$-Ga$_2$O$_3$
本文报道了对$β$ $_2$ O $_3$晶格和Ga单空位缺陷中正电子湮没参数的系统的第一性原理研究，并补充了正电子-电子湮没的多普勒展宽的取向相关实验。我们发现$β$ -Ga $_2$ O $_3$晶格和所考虑的缺陷在它们的多普勒展宽信号中都表现出异常强的各向异性。该各向异性与$β$ $_2$ O $_3$晶体结构的低对称性相关，这导致即使在晶格中的离域状态下也不寻常的正电子一维约束.特别是，最近通过扫描透射电子显微镜观察到的分裂Ga空位产生异常各向异性的正电子湮没信号。我们发现在实验中，$β$ O $_3$样品中的正电子湮没信号似乎常常由分裂的Ga空位支配。
2020-11-04 cond-mat.mtrl-sci
First-Principles Calculations of Positron Annihilation in Solids
我们提出了基于密度泛函理论的第一性原理方法来计算凝聚态中的正电子态和湮灭特性。的电子-正电子相关效应（相对于平均场密度的正电子的电子密度的增强）的治疗被证明在计算湮灭率时发挥至关重要的作用。广义梯度近似（GGA）考虑到离子芯区电子密度的强不均匀性，通过抑制局域密度近似（LDA）给出的速率，很好地再现了实验总湮灭率（正电子寿命的倒数）。GGA结合电子状态相关的增强方案给出了一个很好的描述的湮灭的正电子-电子对的动量分布再现准确的角相关（ACAR）或多普勒展宽测量的湮灭辐射中观察到的趋势。目前的正电子寿命和动量密度的计算与相应的测量相结合，产生一个独特的工具，用于缺陷识别。特别是对能俘获正电子的半导体中各种空位型缺陷的研究将是这些方法的一个重要领域。我们将表明，在高度n型硅和SiO $_2$ /Si界面的研究的空位杂质复合物的识别是特别有趣的应用。
1999-12-15 cond-mat.mtrl-sci
Identifying defect-tolerant semiconductors with high minority carrier lifetimes: Beyond hybrid lead halide perovskites
甲基铵卤化铅（MAPbX3）钙钛矿的出现促使识别引起异常的体传输性质的独特性质，并识别具有类似性质的未来材料。在这里，我们提出，这种“缺陷容限”出现从基本的电子结构特性，包括轨道特性的传导和价带极值，有效质量，和静态介电常数。我们使用MaterialsProject.org搜索和详细的电子结构计算来证明MAPbX 3以外的其他材料的这些特性。这种材料发现的框架可以更广泛地应用，以加速基于对最近成功的新兴理解的新半导体的发现。
2015-05-21 cond-mat.mtrl-sci
Improved generalized gradient approximation for positron states in solids
固体中正电子湮没特性的几种第一性原理计算在Arponen和Pajanne [Ann.Phys.（N.Y.）121，343（1979）]，因为这个理论系统地高估了湮灭率。作为进一步的补救措施，我们建议使用梯度校正的基础上扰动超网链和量子蒙特卡罗结果的其他局部密度近似方案。我们对各种金属和半导体的计算表明，所提出的方案一般提高正电子寿命时，他们面临的实验。我们还比较了由此产生的固体中的正电子亲和力与慢正电子测量的数据。
2014-07-14 cond-mat.mtrl-sci
Quality of Heusler Single Crystals Examined by Depth Dependent Positron Annihilation Techniques
Heusler化合物表现出广泛的不同电子基态，因此有望用作新型电子和自旋电子器件中的功能材料。由于大的和无缺陷的Heusler晶体的生长仍然是具有挑战性的，Fe 2 TiSn和Cu 2 MnAl的单晶生长的光学浮区技术。两个正电子湮没技术-角相关的湮没辐射（ACAR）和多普勒展宽光谱（DBS）-被应用，以研究这两个，电子结构和晶格缺陷。最近，我们成功地观察到清晰的费米面的各向异性的Cu_2MnAl，而Fe_2TiSn的光谱被干扰的外来相。为了估算不同Heusler化合物样品中的缺陷浓度，用单能正电子束DBS测定了正电子扩散长度。
2014-12-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Analysis of electron-positron momentum spectra of metallic alloys as supported by first-principles calculations
通过符合多普勒展宽方法测量的电子-正电子动量分布可用于湮灭环境的化学分析，通常是固体中的空位-杂质复合物。在目前的工作中，我们研究定量分析的可能性，即，用于区分缺陷周围不同原子种类的平均数。用第一性原理电子结构计算方法自洽地确定了Al-Cu、Al-Mg-Cu和Al-Mg-Cu-Ag合金中空位-溶质络合物的电子和正电子密度以及离子位置。随后的模拟符合多普勒展宽谱与测量的缺陷识别进行了比较。线性拟合程序，它使用纯组分金属中的空位处捕获的正电子的光谱作为组分，先前已被用于找到空位周围不同原子种类的相对百分比[A. Somoza等人，Phys.Rev.B65，094107（2002）]。我们测试的可靠性的程序的帮助下，第一性原理的结果，空位溶质络合物和空位组成的金属。
2007-02-15 cond-mat.mtrl-sci
Radiative properties of quantum emitters in boron nitride from excited state calculations and Bayesian analysis
六方氮化硼（hBN）中的点缺陷作为明亮的单光子发射体引起了越来越多的关注。然而，对它们的原子结构和辐射性质的理解仍然不完全。在这里，我们研究了20多个天然缺陷和碳或氧杂质的hBN的激发态和辐射寿命使用从头计算密度泛函理论和GW加上Bethe-Salpeter方程计算，产生了大量的数据集，他们的发射能量，偏振和寿命。我们发现一个广泛的量子发射体的变化，激子能量范围从0.3至4 eV和辐射寿命从ns到ms的不同的缺陷结构。通过贝叶斯统计分析，我们确定了各种高可能性的缺陷发射器，其中本机$\mathrm{V_NN_B}$缺陷被预测具有发射能量和辐射寿命与实验一致。我们的工作推进了对hBN单光子发射体的微观理解，并引入了一个计算框架来表征和识别二维材料中的量子发射体。
2020-11-06 cond-mat.mtrl-sci
Influence of local surface defects on the minority-carrier lifetime of passivating-contact solar cells
在硅太阳能电池行业中越来越流行的钝化接触的全部潜力的解锁，需要确定少数载流子寿命。微小的钝化压降会限制太阳能电池的功能，但是在开路电压低于700 mV的器件中不会检测到。在这项工作中，模拟和实验被用来显示局部表面缺陷对整体器件性能的影响。虽然缺陷没有显着影响电极沉积之前的寿命测量或开路电压测量在标准测试条件下，它有一个显着的影响点的操作，进而，器件效率（高达百分之几的效率下降）。此外，这项研究表明，局部缺陷可能会对通过电极的电连接位于几厘米远的钝化区域产生不利影响。这导致电极沉积后的低注入寿命下降。因此，通常在金属化之前测量的寿命曲线（以及因此内部电压）通常不代表金属化之后它们各自的值。在电极沉积之后经常观察到的低注入寿命下降可以源自这样的局部表面缺陷，而不是源自均匀钝化下降。
2021-07-01 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Revisiting the Mechanisms of Thermal Transport in Vacancy-Defective Silicon
本文利用维格纳输运方程研究含空位缺陷硅的热传导，发现空位不仅缩短声子寿命，还通过削弱速度算符主导热导率下降，且非谐性效应会随空位浓度增加由抑制转为增强热导率，挑战了传统声子气体图像。
2025-06-03 cond-mat.mtrl-sci
Surfaces of colloidal PbSe nanocrystals probed by thin-film positron annihilation spectroscopy
正电子湮没寿命谱（PALS）和正电子-电子动量密度（PEMD）的多层PbSe纳米晶体（NC）的研究，由透射电子显微镜（TEM）的支持，表明正电子被强烈捕获在NC表面，在那里他们提供洞察PbSe NC的表面组成和电子结构。我们的分析表明，丰富的正电子湮没与Se电子在NC表面和O电子的油酸配体绑定到铅ad-原子在NC表面，这表明正电子可以被用作一个敏感的探针，调查的表面物理和化学的纳米晶体内的多层膜。从头计算电子结构计算提供了详细的洞察力的价和半芯电子的贡献的正电子-电子动量密度的PbSe。寿命和PEMD被发现与部分配体去除的颗粒形态特征的变化相关。
2013-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Identifying vacancy complexes in compound semiconductors with positron annihilation spectroscopy: a case study of InN
我们提出了一个全面的研究空位和空位杂质复合物InN结合正电子湮没谱和从头计算。用密度泛函理论计算了常见空位型缺陷的正电子密度和湮没特性，讨论了用正电子湮没方法实验检测和区分空位型缺陷的可行性。计算结果进行了比较，正电子寿命和常规以及符合多普勒展宽测量的几个代表性的InN样品。特别是占主导地位的空位型正电子陷阱的识别和他们的特征正电子寿命，多普勒比曲线和线形参数的确定。我们发现，在空位和它们的复合物与N空位或杂质作为有效的正电子陷阱，诱导不同的变化相比，InN晶格的湮没参数。另一方面，中性或带正电荷的N空位和纯N空位复合物不捕获正电子。辐照InN中主要引入的正电子陷阱被确定为孤立的In空位，而在生长InN层中，In空位不是孤立的，而是与一个或多个N空位复合。发现在这些复合物中，每个In空位的N空位数从近表面区域向层-衬底界面增加。
2011-04-13 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Formal calculation of exchange effects on confined positronium
正电子素原子（Ps）被广泛用作表征非金属材料中的空隙或空位的探针，其中Ps湮灭寿命被拾取强烈修改，这取决于捕获腔的大小和适当的外部电子密度。这些材料的特性和Ps湮灭寿命之间的连接通常是基于模型，不考虑完整的电子不可逆性的要求，这必须考虑到一个正确的描述拾取湮灭过程。在这份报告中，我们提供了一个正式的理论框架，其中Ps和周围的电子之间的交换效应以自然的方式引入，给出了一个清晰和通用的图片的各种贡献的Ps拾取湮灭。此外，我们的研究结果提供了一个简单的解释，降低的接触密度（在正电子位置的Ps-电子密度）作为电子不可压缩性的直接后果，在与以前的解释的基础上的Ps波函数的空间变形的差异。计算进行内的“对称性适应微扰理论”的方法，并与实验数据的Ps寿命的一些聚合物和分子固体的结果进行了比较。最后，引入适当的近似，我们也恢复早期的建模，并给出了一个简单的解释Ps性能在亚纳米空隙。
2019-02-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electrically switchable vacancy state revealed by in-operando positron experiments
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；General Flash（通用闪光）；Washington State University（华盛顿州立大学）；North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）
研究通过正电子湮灭光谱发现铜中可逆电控空位态，证实电流驱动下非平衡缺陷产生，揭示空位到团簇的松弛层次，显示电流诱导弗伦克尔对生成。
2026-04-23 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Impact of Minority Carrier Lifetime on the Performance of Strained Ge Light Sources
我们从理论上研究了缺陷限制载流子寿命对锗（Ge）光源（特别是LED和激光器）性能的影响。对于锗LED，我们表明，提高材料质量可以提供更大的增强比技术，如拉伸应变，提高锗光发射的领先方法。即使对于如此严重应变以致于其变成直接带隙半导体的Ge，典型外延Ge的~1 ns缺陷限制的载流子寿命也将LED内部量子效率限制为小于10%。相反，如果外延Ge载流子寿命可以增加到其体值，内部量子效率超过90%成为可能。对于锗激光器，我们表明，缺陷限制寿命变得越来越重要的拉伸应变的介绍，这种缺陷限制寿命必须得到改善，如果应变的全部好处是要实现的。相反，我们表明，提高材料质量取代了大部分的实用程序的n型掺杂锗激光器。
2015-06-29 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Clustering of vacancy defects in high-purity semi-insulating SiC
用正电子寿命谱研究了半绝缘碳化硅中的本征空位缺陷。该材料显示含有（i）由4- 5个缺失原子组成的空位簇和（ii）与Si空位相关的带负电荷的缺陷。与团簇结合的总开放体积与生长态和退火态材料的电阻率相关。我们的研究结果表明，硅空位相关的复合物电补偿生长的材料，但迁移，以增加在退火过程中的集群的大小，导致电阻率的损失。
2006-06-06 cond-mat.mtrl-sci
Systematic study of defect-related quenching of NV luminescence in diamond with time correlated single photon counting spectroscopy
我们报告的光致发光（PL）寿命在NV-和NV 0中心在2 MeV H+注入Ib型金刚石样品的时间相关单光子计数（TCSPC）显微镜技术的系统表征。偶极-偶极共振能量转移模型被应用到解释实验结果，允许的浓度的定量相关性的原生（单取代氮原子）和离子诱导（孤立的空缺）PL淬灭缺陷与测得的PL寿命。TCSPC测量在正面（即激光束沿着先前注入离子的相同法线方向探测主样品表面）和侧面（即激光束相对于相同离子注入方向正交地探测侧面样品表面）几何结构中进行。特别是，后者的几何形状允许直接探测的中心寿命沿强烈的不均匀损伤的配置文件中的晶体中的MeV离子。经验准指数衰减参数的外推允许系统估计的平均量子效率的中心作为本征和离子诱导的缺陷浓度的函数，这是直接相关的，目前的研究使用的金刚石色心的光子应用。
2013-09-19 cond-mat.mtrl-sci
Dramatic effects of vacancies on phonon lifetime and thermal conductivity in graphene
了解2D材料，特别是石墨烯中的热传输是热管理和能量转换设备设计的关键挑战。在这些材料中，测量的输运性质对结构缺陷、波纹和空位的高灵敏度是至关重要的。使用基于第一原理的方法结合一个确切的治疗的障碍，我们解决的影响，空位声子寿命和热输运在石墨烯。我们发现，微扰理论完全失败，高估了声子寿命近两个数量级。同时，在有缺陷的石墨烯中，LA和TA模式保持良好定义，ZA模式变得边缘化。在长波长的限制，ZA的色散从二次线性和散射率的变化被发现成正比的声子能量，在二次缩放往往假设相反。对热输运的影响，计算超过弛豫时间近似，包括第一原理声子-声子散射率，如最近报道的原始石墨烯，揭示了壮观的效果，即使是极低的空位浓度。
2019-05-16 cond-mat.mtrl-sci
Surface Recombination Limited Lifetimes of Photoexcited Carriers in Few-Layer Transition Metal Dichalcogenide MoS2
利用非简并超快光抽运探测技术研究了少层过渡金属二硫属化物MoS_2的光激发载流子寿命。我们的研究结果表明，在样品中的层数的载流子寿命急剧增加。载流子寿命从单层样品中的几十皮秒增加到10层样品中的一纳秒以上。发现载流子寿命的倒数根据载流子存在于表面层处的概率而缩放，如由可以被视为量子阱的几层样品中的载流子波函数所给出的。载流子寿命在很大程度上与温度无关，载流子寿命的倒数与光激发载流子密度成线性关系。这些观察结果与缺陷辅助的载流子复合是一致的，其中缺陷通过俄歇散射捕获电子和空穴。我们的研究结果表明，载流子寿命在几层样品的表面复合有限，由于更大的缺陷密度在表面层相比，内层。
2015-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Monte Carlo study of Doppler broadening of positron annihilation radiation in semiconductors and insulators
提出变分量子蒙特卡罗方法模拟半导体和绝缘体中电子-正电子对的动量密度，计算511-keV 2γ湮没谱线多普勒展宽，结果优于常规方法，证明直接建模电子-正电子相关性对正电子湮没谱学理论至关重要。
2023-07-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Disorder induced lifetime effects in binary disordered systems : a first principles formalism and an application to doped Graphene
本文研究了具有特定缺陷浓度（5%和10%）的石墨烯晶格的导电性能。在石墨烯中存在随机分布的缺陷的情况下，已经使用了由Haydock等人引入的实空间块递归方法。这种基于格林函数的方法被发现比通常的基于倒数的方法，需要人工周期性更强大。在格林函数的框架下，研究了拓扑缺陷和局域缺陷的存在导致的不同共振态。
2017-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Long lived localized defect states in monolayer WSe$_2$: Optical Lifetime distribution and thermal evolution
Indian Institute of Technology Madras（印度马德拉斯理工学院）
研究单层 WSe₂ 中局部缺陷发射复合动力学，用时间分辨光致发光，在 4 至 120K 测量。缺陷发射含指数和幂律通道，通过温度相关测量等研究热脱陷阱机制，计算提供微观见解，为理解二维半导体长寿命非指数缺陷复合提供框架。
2026-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Combined Molecular and Spin Dynamics Simulation of BCC Iron with Vacancy Defects
利用一个处理平移和自旋自由度的原子计算模型，结合分子和自旋动力学模拟已经进行了研究空位缺陷对自旋波激发在铁磁性铁。空间和时间位移的关联函数的傅立叶变换产生动态结构因子，提供自旋波模式的特征频率和寿命。与纯晶格数据的空位浓度为5%的系统的比较表明，频率的降低，以及观察到的所有横向自旋波激发的寿命减少。此外，一个崎岖的自旋波线形状为低q自旋波表明存在多个局部激发缺陷附近的网站，导致在减少激发寿命，由于增加的磁振子-磁振子散射。我们观察到的纵向自旋波谱中的峰变得不那么明显的磁振子-磁振子散射增加的进一步证据。
2018-03-06 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Vacancy complexes in nonequilibrium germanium-tin semiconductors
理解外延GeSn亚稳合金中类空位缺陷的性质和行为对于阐明这些新兴半导体的结构和光电性质至关重要。空位及其络合物的形成预计将促进相对较低的衬底温度所需的外延生长的GeSn层与Sn含量显着高于1原子%的平衡溶解度。这些缺陷会影响微结构和载流子寿命。本文中，为了识别空位相关复合物并探测它们作为Sn含量的函数的演化，结合深度轮廓脉冲低能正电子湮没寿命谱和多普勒展宽谱来研究Sn含量在6.5-13.0 at.%的GeSn外延层范围样品通过化学气相沉积方法在300至330 °C的温度下生长。无论锡含量，所有的GeSn样品表现出相同的深度依赖性增加的正电子湮没线加宽参数，这证实了开放体积缺陷的存在。测得的平均正电子寿命是最高的（380-395 ps）的区域附近的表面和单调下降的分析厚度，但保持在350 ps以上。所有GeSn层都表现出比Ge参考层高85至110 ps的寿命。令人惊讶的是，发现这些寿命随着GeSn层中Sn含量的增加而降低。这些测量结果表明，双空位是生长的GeSn层中的主要缺陷。然而，他们相应的寿命被发现是短于外延锗，从而表明锡的存在可能会改变双空位的结构。此外，发现GeSn层还含有一小部分空位簇，随着Sn含量的增加，空位簇变得不那么重要。
2019-04-22 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Study of the optimal conditions for NV- center formation in type 1b diamond, using photoluminescence and positron annihilation spectroscopies
研究了质子辐照结合真空热退火在~1b型金刚石单晶中产生负电荷氮空位色心（NV-）的最佳工艺参数。几个样品在不同的辐照和退火条件下处理，其特征在于慢正电子束多普勒展宽和光致发光（PL）光谱。在高质子注量的另一个复杂的空位缺陷出现限制NV-的形成。根据PL测量，NV-的浓度估计高达2.3 x 10^18 cm^-3。此外，我们还用NV ~-理论推导了正电子的俘获系数。这项研究深入了解了金刚石中高浓度NV-的生产，这在超灵敏磁力测量和量子混合系统应用中至关重要。
2011-08-24 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Nanodiamonds carrying quantum emitters with almost lifetime-limited linewidths
具有光学活性缺陷的纳米金刚石（ND）是应用于量子传感、生物成像和量子光学的重要技术材料。带负电荷的硅空位（SiV）缺陷已知在分子大小的ND（1至6nm）中发荧光，并且其光谱性质取决于周围的主体晶格的质量。因此，这个缺陷是一个很好的探针，以研究小ND的材料特性。在这里，我们报告了前所未有的狭窄的光学过渡SiV色心托管在纳米金刚石使用一种新的高压高温（HPHT）技术。SiV零声子线被测量为具有1.05 nm的不均匀分布，在5 K的许多ND的样品。对于小于200 nm的纳米金刚石中的SiV中心，测量到窄至354 MHz的单个谱线，这比先前报道的纳米金刚石的最佳SiV线窄四倍。校正表观光谱扩散产生了一个均匀的linewith约200 MHz，这是接近的辐射寿命所施加的宽度限制。这些结果表明，直接HPHT合成技术能够生产具有高晶格质量的纳米金刚石，因此其是有价值的技术材料。
2016-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
