本项目致力于发展一种具有高慢化效率和正电子寿命测量功能的新型正电子束。主要研究内容为1、研究高质量固态氖的制备技术和慢化体的几何设计,力争将Na-22 放射源发出的高能正电子慢化为几eV的慢正电子的效率达到约1%;2、研究用正电子入射到样品表面发射的二次电子作正电子湮没寿命测量的起始信号,使正电子束具有正电子寿命测量功能和较好的时间分辨率;3、将上述两种技术结合,设计新型正电子束。这种束将具有慢化效率高、正电子束流强、放射源使用期限长,并能测量正电子寿命、多普勒展宽和符合多普勒展宽等多种功能。将应用此束来研究如高聚物/金属涂层(如飞机表面油漆)的表面界面缺陷及早期老化失效的机理,以及在超大规模集成电路有重要作用的低介电常数SiO2 薄膜中的纳米孔洞大小、浓度、连通性、孔洞率,并建立介电常数与孔洞特性间的关联等有重要应用的前沿课题。
本项目发展了一种新型正电子束,不仅用于材料科学,还可用于其它基础研究。正电子束设计采用先进技术,经精心加工和组装调试,性能优良。如采用固态氖作慢化体,慢化效率高达1%,慢化体衰变率小于4%/天;当使用50mCi的 Na-22放射源,正电子束流强度高达每秒5百万;正电子能量在0-25KeV可变,且正电子能量分散度仅2.0eV;正电子束斑尺寸仅约5mm。另外,在本项目支持下,研究了多种材料表面界面微结构及缺陷特性,取得一批有意义的结果,已在Phys. Rev. B.,Radiation Physics and Chemistry,Applied Surface Science,J.Aplied Polymer Science等国内外著名刊物上发表论文20篇。多次参加国内外学术会议,其中3次在正电子国际学术会议上作邀请报告。完成"应用正电子谱学"专著一本,已交湖北科技出版社,将于今年5月出版。申请主办第九届国际正电子和正电子素化学会议(PPC9)会议获得成功,该会将于今年5月11-15日在武汉大学召开。人才培养取得好成绩,项目组2位成员晋升为教授。