中国科学技术大学：《正电子物理》课程教学讲稿（正电子在材料科学中的应用）05 正电子技术及其发展（其它正电子技术）

正电子概况V 正电子技术及其发展 叶邦角 N P 核固体物理研究室 Laboratory of Nuclear Solid State Physics,USTC

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二、其它正电子技术 正电子衍射 正电子俄歇谱 正电子微束技术 正电子极化技术 正电子显微镜

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正电子表面研究技术 口正电子衍射 (低能和高能) ▣PAES技术

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四十多年以来，科学家们致力于寻找 最合适的研究固体表面的探针，电子、正 电子、光子、原子和离子都可作为研究表 面的探针，然而，一个理想的表面结构探 针应该具有以下的2个基本特性： ●粒子必须要有小的平均自由程 (<30A),即要对表面灵敏； ○粒子与表面的相互作用应该较弱，以使 测量结构可以被精确地模拟计算

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正电子最合适作为表面探针的理想粒子： 因为它在固体中的平均自由程很短，事实上，对 能量低于200eV的正电子，其平均自由程比电子 平均自由程要短；对能量大于200eV的正电子， 平均自由程与电子类似。因此正电子对最初的3 4层原子层特别灵敏。 正电子的散射因子与X-射线和电子基本类似。而 电子的散射因子有尖锐的各向异性角分布，而正 电子的角分布圆滑变化，如图为微分角分布。 3 3 3 3

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Messenger Spectroscopy Positron LEPD RHEPD Positron work function measurement Positron re-emission spectroscopy and microscopy Re-emitted positron energy loss spectroscopy (REPELS) Positron tunnelling spectroscopy Positron backscattering Ps Ps emission/formation spectroscopies Inverse Ps formation spectroscopy" Ps diffraction* Gamma photon Surface ACAR Positron-annihilation microscopy Electron PAES Positron-induced secondary electron emission

LEPD Positron work function Positron reemission spectroscopy Positron tunneling spectroscopy Positron backs℃attering positrons in positrons out P sitron positronium gamma rays out out emmission Surface spectroscopy positrons irf positrons in ACAR positrons in efectrons out PEAS Positron-induced secondary electrons

7.正电子衍射 低能正电子衍射LEPD 正电子在表面上最成功的应用就是由美国 Brandeis大学的Canter和他的合作者在1980年开 创的低能正电子衍射(Low-Energy Positron Diffraction,LEPD),该研究组经过20多年的发 展，他们已经表明LEPD技术可以获得高质量的结 果，并与理论结果相符合。由于正电子有较大的 非弹截面，因而这使得该技术比之传统的低能电 子衍射(Low-Energy Electron Diffraction, LEED) 技术在研究表面结构上更加灵敏

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Positron Diffraction Experiments e+ screen e+ sample 入 screen screen sample sample TPD LEPD RHEPD Transmission Low Energy Reflection High Positron Positron Energy Positron Diffraction Diffraction Diffraction 100keV·1MeV 10·500eV 10·100keV Bulk·Study Surface·Study

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