蚂借-物理学进展.PDFVIP

， 第 19卷 第 3期 物 理 学 进 展 Vo1．19，No．3 1999年 6月 PROGRESS IN PHYSICS sept．1999 慢正电子束技术的应用与发展 叶邦角 翁惠民 范扬眉 杜江峰 《l中国科学技术大学 近代物理系 音且巴230026)(2中国科学院 国际材料物理中心．沈阳 110015) 摘 要 本文介绍了慢正电子束技术和必威体育精装版发展，慢正电子束作为撵针的基本特性，以及 在多种学科 中的应用等。 关键词 慢正电子束 表面 缺陷 寿命 s参数 界面 — — — — 一 P 一 一 ～ — — 一 蚂借 。 ． 0引 言 奇 21世纪科学的发展将是微观与宏观 的相互渗透与密切结合．凝 聚态物理、材料科学 等的研究，将由现在的宏观统计方法(包括宏观量子统计)深人发展到物质的原子层次物 性研究，微观粒子(颗粒、孔隙)的量子效应越来越显示出重要作用，这些研究将对物质科 学、信息科学及计算机等学科的发展起到关键作用。 由于上述课题涉及微观体系的多粒子问题．加之材料样品在制备过程中条件复杂，且 难于精确控制，造成原子所处环境多变，微结构复杂，使得所研究的问题变得复杂而困难 ． 必须采用多种手段从各不同角度进行观铡．再综合分析．才能获得满意的结果。探涮徽观 信息的手段已有不少，倒如各种电镜、光学显微镜、卢瑟福背散射、中子衍射、澡雠 瞬发 谱、二次离子谱等，虽然各 自给出了许多有价值的结果，但这些方法基本上不能给出原子 尺度局域缺陷及微观物相变化的信息，也无法探测表面最外面几层原子的状况，并且多为 破坏性测量或造成较大的辐照损伤。慢正电子束技术恰好弥补了这些手段的不足。图1 表明了慢正电子谱学与其它方法之间的比较。 正电子慢化技术是在 1950年 Madanski和 Rsetti【1提出的设想 的基础上在 1958年 被 Cherryt2l在实验上首次实现的，此后，许多科学家在提高慢化效率上取得了进展．七十 年代末，Bell实验室的Mills等找到了一种高效的正电子慢化体 l，正电子慢化技术才获 得了突破性进展。目前主要的慢正电子束流装置有两大类：一类是基于放射性同位素的． §n22Na，其束流强度通常很难超过 l e ／s；另一类是基于加速器或反应堆的，通常瀛强 可达 10’～1010e ／s’即所谓的强流慢正电子束。 由于慢正电子束技术对复杂材料的分析有明显的优越性．因此有着十分广泛的应用 收稿 日期 ：1999—0614；修改 日期：1999—06一l4 基金项 目：本文由国家 自然科学基金(资助号，中国科学院院长基金和留学回国基金资助 物 理 学 进 展 19卷 前景，并不断发展新技术和拓宽应用领域。正电子探针 (尤其是慢正电子束流)不但在基 础研究中发挥 了巨大的作用，同时也在工业方面有着巨大的应用潜力，受到各国工业界的 重视。1994年欧洲召开 了一次物理学和工业界人士共 同参加的正电子技术研讨会，美 国、日本等发达国家的科学家和工业界巨头应邀出席了~ig4~会；同年在召开第十届国际正 电子湮没会议 (北京)前夕，日本邀请了95位做慢正电子研究工作的科学家和 日本工业界 人士．日本提供食宿和会场，进行四天 自由讨论，可见各发达国家工业界对此课题极为重 视。表 1给出了欧洲各正电子研究组的技术和应用状况。 磊窿 图1 正电子谱学与其他技术在研究材料中缺陷的比较 迄今为止，国际上 已经召开了十一届正电子湮投会议 (1cPA)和八届慢正电子国际会 议 (SLOPOS)。慢正电子技术已越来越成熟，在许多研究领域和工业界，慢正电子技术已 成为最重要的手段之一，发挥着越来