Doppler broadeningin positron annihilation
简介
正电子e+射入固体后迅速冷却(<10ps)热化，动量很小，但固体中高速运动的电子e–动量不为零.e+与e–湮没时，由于湮没对的总动量不为零，Doppler效应使湮没产生的γ光子有能移.测量γ光子的能移(多普勒展宽)，可以得到固体中电子动量分布的信息.
由正电子湮没角关联词条中的图1，2γ湮没时产生的两个γ光子，除偏离180°共直线(//x轴)θ角外，在沿x轴方向湮没对的动量分量为px ，2个γ光子的频率分别为v和v′，则能量和动量守恒方程：
m0为e+或e–的静止质量，c为光速，于是得：
能移△E=c/2Px.用γ能谱仪(图1)测量能移谱，即可知电子的动量分布.最好的Ge探测器在511 keV处分辨本领为1 keV(～4mrad)比角关联装置差一个量级，但能移测量时间短.
图1 γ能谱仪示意图
和角关联情况一样，固体中正电子湮没的Doppler展宽曲线一般也包括与自由电子湮没部分和与动量大的核心电子湮没部分.自由电子在动量空间的分布为一费米球，Doppler展宽形成以511 keV为中心的倒抛物线，与核心电子湮没部分则近似为高斯曲线.
图2 Doppler展宽线形
Doppler展宽测量曲线线形一般用参数H，W，S表示(图2)：
A，B，C表示阴影部分，△表示整个曲线下面积.
图3 S参数和铜单晶中位错密度的关系
含缺陷固体中正电子为缺陷捕获，与高动量核心电子湮没的几率变小，高斯曲线的边翼部分降低，因此W参数变小、H参数和S参数升高. 图3为S参数与铜单晶中位错密度的关系.