《慢正電子束技術發展及薄膜材料基礎研究》是依託中國科學技術大學，由葉邦角擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：慢正電子束技術發展及薄膜材料基礎研究
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：葉邦角
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
在我國自主研製的慢正電子束和脈衝慢正電子束裝置上發展新型數位化的探測技術：壽命-動量關聯技術(AMOC)、壽命-幅度關聯技術(2D-PAS)、電子偶素飛行時間技術(Ps-TOF)，探索採用大面積探測器提高探測效率的途徑。實現正電子對薄膜材料在時間(壽命)、空間(深度)、能量(幅度)、動量的全信息的探測及關聯分析，建立正電子研究薄膜材料的綜合研究平台。建立物理模型，實現正電子對薄膜、表面和界面的原位無損定量分析。在這些技術建立的基礎上，選擇凝聚態物理中典型的多孔材料、航空航天領域的熱控薄膜和塗層材料、光伏產業中的矽薄膜材料進行系統地基礎物理問題研究；研究材料微結構隨溫度、粒子輻照、強光輻照等外部物理條件改變帶來的改變，由此建立與它們的巨觀物理特性改變的關係，為相關的產業和科學研究提供重要的實驗依據。使我國的慢正電子技術成為國內研究機構在薄膜、表面和塗層材料的新型的科學研究平台。
結題摘要
在項目實施的四年中，中國科大課題組和高能所課題組完成了獨立設計的有自主智慧財產權的三條慢正電子束裝置的性能最佳化、升級和系統性能的改進。這也是我國僅有的三條自主設計的慢正電子束流裝置，為我國在國際正電子界爭得一席之地，該平台已成為我國材料科學領域上一種重要的測試手段。在本項目的支持下， 中國科大和北京高能物理研究所兩個課題組在正電子湮沒信號的探測技術上進行了創新和發展， 共成功研製了五套性能優越的新型正電子湮沒探測譜儀，分別是電子偶素飛行時間 (Ps-TOF)譜儀、慢束上的壽命-動量關聯 (S-AMOC)，三探頭壽命-動量關聯 (AMOC)譜儀、二維正電子湮沒壽命譜儀（2D-PAS）和數位化正電子湮沒壽命譜儀（Digital-PAS）。這五套譜儀在技術指標上都達到了國際同類譜儀水平，在設計思想上有獨特的創新。這些新技術的建立，使我國在正電子湮沒測量技術上與國際保持同等水平。 結合慢正電子束技術，實現了正電子作為探針對薄膜材料在時間(壽命)、空間(深度)、能量(幅度)、動量等的全信息的探測及關聯分析，成為薄膜材料微結構的綜合研究平台，這將對我國開展在正電子湮沒的拓展套用將起到重要作用。在建立的正電子湮沒科學研究平台上，本項目開展了材料微結構特性的基礎研究。涉及研究的有材料的導電性能機理、金屬絕緣體轉變、鐵基超導體材料的超導電性、太陽能薄膜材料性能、多孔矽材料修飾、碳納米管的電子組態、材料的磁性等。本項目還發展了正電子湮沒理論分析及其相關計算方法，可以計算正電子湮沒壽命、都卜勒展寬、角關聯等各種正電子湮沒參數。通過先進的正電子湮沒探測手段並結合理論計算和分析，得到了很多關於材料微結構特性的重要結論。
