正电子捕获系数

通过正电子寿命测量，我们可以对寿命谱进行分析得到τi和τi，从而得到正电子捕获率彤。但是要得到缺陷浓度的信息，捕获系数卢必须是已知的。

因此，从实验上和理论上确定捕获系数对于我们用正电子湮没测量缺陷的浓度以及缺陷的形成能等问题是非常重要的。另外，在半导体中，捕获系数与温度的关系还可以使我们能够判断缺陷的电荷态。

要确定缺陷的捕获系数，必须采用其他的实验方法单独地测量出缺陷浓度。目前在测量金属中已经有了很多测量缺陷捕获系数的实验数据[叼。

在半导体中，由于缺陷的浓度一般不高，因此精确测量缺陷的浓度比较困难。在研究初期，通常借用金属中缺陷捕获系数的数据，也没有MMUN2114LT1G.html" target="_blank" title="MMUN2114LT1G">MMUN2114LT1G考虑缺陷电荷态的影响，导致所得到的缺陷浓度偏高。近年来在半导体的缺陷研究中，常结合正电子湮没与其他实验手段，得到了比较准确的正电子捕获系数［31]。结果发现，对于负电荷的空位，其捕获系数要高很多，因此实际缺陷浓度要比前面利用金属中的捕获系数得到的浓度小得多。

通常在金属中单空位的捕获系数在l0^14～l0^15S-l之间，这要比正电子的湮没率（一般约5×l0^9s-1）高出5个数量级，因此可探测的空位浓度在10-7～10-4之间。对于体积较大的空位团，正电子的捕获系数更大，因此探测灵敏度更高。10-4这个上限是由子正电子的捕获饱和所导致的。如果材料中缺陷的浓度非常高，即缺陷之间的平均距离要小于正电子的扩散长度，则所有的正电子都会被缺陷捕获，正电子只表现出单一的寿命分量即缺陷态寿命。此时正电子湮没参数对缺陷浓度的变化不再敏感。这种情况称为正电子捕获的饱和现象。因此，我们只能对缺陷的浓度作一个最低限度的估计。

对于缺陷的捕获系数，通过理论计算也进行了一系列研究。其中研究的主要兴趣在于缺陷的原子和电子结构以及温度等因素对捕获系数的影响，如前面提及的Puska等对半导体中不同电荷态缺陷的捕获系数，以及它们的温度关系的研究[10]。对于电中性空位，正电子局域在一个深的方势阱中，其捕获系数即为正电子从非局域态到局域态的跃迁概率，且捕获系数不随温度改变。但对于负电荷空位，在方势阱上叠加了一个长程的库仑引力势场。这个库仑势场将使正电子首先进入浅的里德伯态，它对于正电子有很强的捕获效应，因此负电荷空位的捕获系数较大，且随着温度的降低还将进一步增大。这与已有的确实验测量结果是完全符合的。