传统的正电子寿命谱仪因为模拟电子器件精度限制、长期稳定性不够好等因素,得到的仪器分辨函数一般在200-400ps,为了提高正电子寿命谱仪的分辨能力,发展高分辨能力的正电子寿命谱仪具有重要的科学意义和应用价值。数字电路和数字技术是当今快速发展的领域,高速数字设备被广泛应用于核谱学应用研究,利用数字技术构建高分辨的数字正电子寿命谱仪是今后正电子谱仪的发展趋势。本论文利用高性能的数字示波器、快闪烁体探测器、延时器和若干信号连接线组建了一台简化的数字正电子寿命谱仪,并对数字正电子寿命谱仪的性能影响因素进行了详细分析。我们利用正电子湮没技术并辅其他实验方法对半导体材料GaSb的缺陷性质进了深入研究。此外,我们利用Monte Carlo方法模拟了符合多普勒展宽谱及其去卷积过程。本论文主要研究结果如下：1建立了一台简化的高分辨数字正电子寿命谱仪利用高性能数字示波器(Wavepro 7100 A),两个闪烁探测器(BaF2和H3378-50光电倍增管耦合而成)、高压电源、延时器以及若干信号连接线构建成一台简化的高分辨数字正电子寿命谱仪。该谱仪目前具有约208 ps的分辨函数,比利用同样光电探测器在模拟谱上得到的分辨能力好,且在使用弱源时其计数率与模拟谱仪相当。2详细研究了数字正电子寿命谱仪分辨能力优化的方法a.提出了几种可用于数字寿命谱仪的脉冲甑别方法,包括脉冲幅度甑别、脉冲面积甑别、脉冲面积幅度比率甑别和脉冲上升时间甑别以及这几种脉冲甑别的联合甑别,其中脉冲面积和脉冲幅度用于脉冲能量甑别,而脉冲面积幅度比率和脉冲上升时间用于脉冲品质甑别。并发现使用脉冲幅度、脉冲面积幅度比率和脉冲上升时间甑别能得到最佳的仪器分辨函数。b.发现在使用数字恒比定时方法时,取恒比定时幅度约30%处时,数字正电子寿命谱有最佳的分辨函数。c.在尝试利用线性插值、拉格朗日插值、高斯前沿拟合和三次样条光滑拟合脉冲进行数字恒比定时时,不同插值方法对分辨函数影响不大,即简单的线性插值即可满足要求。d.数字示波器的采样率大小对分辨函数有较小的影响,即采样率越高,分辨函数越好,但其影响并不显著。3.利用Monte Carlo方法模拟符合多普勒展宽谱及其去卷积过程a.探头的分辨函数和增益变化对符合多普勒谱有明显的影响。探头的分辨函数变化主要影响符合多普勒展宽谱的低动量部分。探头增益的变化会造成符合多普勒谱的低动量部分波动,且符合多普勒谱的对角化一维谱将不以零动量中心相对称。b.样品自身对符合多普勒展宽谱的影响表现在,核芯电子湮没贡献变化对高动量部分影响明显；核芯电子湮没的高斯分布半高宽越大,高动量变化越显著；相应的价电子湮没的倒抛物线分布截止区间(cut-off range)越大,低动量部分变化越显著。c.在符合多普勒去卷积过程中,样品参数和仪器参数都对去卷积效果有影响。核芯电子湮没比率、抛物线截止区间增加使得符合多普勒去卷积权重剩余因子x2值减小,即去卷积效果变好；而随着高斯函数半高宽和探头分辨函数的半高宽增加,x2值增加,即去卷积效果变差。当能量阈值截面宽度σ增加时,x2先迅速减小,然后保持持平。4.研究了GaSb半导体材料的原生缺陷及辐照产生缺陷利用正电子寿命测量技术、符合多普勒展宽谱技术并结合光致发光谱方法和Hall测量研究了原生、质子辐照和电子辐照的GaSb及Te掺杂的GaSb中缺陷性质。a.原生的GaSb的正电子捕获缺陷为VG。相关缺陷,低温下观察到Gasb浅捕获缺陷。b.质子辐照GaSb产生了更多的缺陷,并且在很高剂量的质子辐照条件下,会产生双空位缺陷。对质子辐照的GaSb退火过程表明,单空位在50-200℃退火时先结合成双空位,然后在500℃左右全部空位型缺陷消失。光致发光谱表明质子辐照产生了大量的非辐射复合中心,这些非辐射复合中心可能来自于质子辐照引入的空位型缺陷。c.电子辐照在未掺杂和轻掺Te(n：3.3×1016cm-3)的GaSb中都会产生VGa相关缺陷,且电子辐照剂量越大,产生的空位型缺陷越多。而在重掺Te(n:1.4×1018cm-3)的GaSb中,电子辐照产生缺陷行为与未掺杂和轻掺Te的GaSb中不一样,导致了部分VG。空位的恢复。Te掺杂含量对电子辐照的GaSb中缺陷性质有积极的影响。光致发光谱的发光峰在电子辐照后会改变,并且峰的变化与正电子观测到的缺陷演化相吻合。