空位团

晶体学术语

在晶体学中, 一个晶格空位是晶体的点缺陷之一。当一个晶格格位上缺失了一个粒子（原子，离子甚至分子），这种缺陷既为晶格空位。空位聚集成为空位团，在金属晶体中，也可能存在两个、三个甚至多个相邻的空位，分别称为双空位、三空位或空位团。但由多个空位组成的空位团从能量上讲是不稳定的。

简介

对于尺寸比较小的空位，通常它们不需要很高的温度即可以发生迁移和扩散。在迁移的过程中，这些小的空位团会相互聚集，从而变成体积较大的空位团。这种空位团的聚集过程通常在辐照或离子注入的材料中观察到。在较高剂量离子注入的材料中，由于级连效应产生大量的空位型觖陷，这些缺陷的重叠自然会产生较大的空位团。另一方面，在对离子注入后的材料进行退火时，由于空位的迁移也会发生聚集过程，因此可以观察到缺陷尺寸的增大。

经400、600、800℃退火后，单空位、双空位和位错缺陷分别消失。小空位团是由四空位和五空位构成的空位团。低于200℃退火时,缺陷复合五空位团成分随退火温度升高而增大;高于400℃时,空位团分裂。在金属材料中，经过塑性形变后也会形成空位团。在形变的半导体中，也会产生大量的空位团。空位或者空位团(vacancy clusters)的大小、浓度都对金属薄膜的变形有一定的影响。

正电子捕获率

根据理论计算，空位聚集成为空位团后，正电子的捕获率会增大。对于少数空位（5个以下）组成的空位团，其捕获系数与空位的数目i是成正比的：即μiv=iμv，其中μv为单空位的正电子捕获系数。金属Al中正电子捕获系数随空位团大小LXK2-PE12-Q00变化理论计算结果。对于小空位团，其捕获系数在l0^14～l0^15S-l之间，与实验估计的相符。并且这些小的空位团的捕获系数是不随温度变化的。如果空位团进一步聚集而增大，上式不再成立，正电子捕获系数将在某一数值达到饱和。这是由于正电子的捕获机制已由跃迁受限变成扩散受限。此时正电子的迁移率开始对捕获率产生影响。此时捕获系数随着温度上升而变小。

除了捕获率随着空位团的尺寸改变之外，正电子的湮没参数也随之发生明显变化。正电子寿命和多普勒展宽S参数都会随着空位团增大而显著增大。Al中正电子在空位处寿命随空位团尺寸变化的理论计算结果。图中圆圈的数据是利用加权密度近似计算的结果；方框数据是利用原子超叠加方法计算所得；实线为样条函数插值拟合；虚线是利用局域密度近似的计算结果。在半导体Si，GaAs，SiC以及Zn0中，对正电子在空位团的寿命也作了计算，得到了与Al中相似的结果。随着空位团尺寸的增加，正电子寿命最终会饱和在500ps左右。这被认为是正电子局域态湮没寿命的极限值。高于此值则被认为是正电子与电子结合形成了电子偶素，从而具有更长的寿命。500ps即为ρ-Ps和ρ-Ps的寿命加权平均值。

影响

不同空位数目及其构型的影响

下图示出了不同空位数目所对应的各种构型的空位团模型，其中深颜色原子代表空位所处的位置。其中，a) 为单空位; ( b)为双空位; ( c) 为三空位的空位( 团) 构型

下图为含四空位的空位团构型

下图为含五空位的空位团构型

下图为含有6 个、10 个和14 个空位的六元环簇的空位团结构模型，此模型是在需输入热力学参数的集合体连续模型为完美基态形式的假设下构建的。

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