固体材料的微观缺陷会在很大程度上影响材料的性能(如光学性能和电学性能),因此在固体材料科学的研究中非常重要。由于这些缺陷大部分都是原子尺度量级的,因此,一般的实验手段很难探测到。微观缺陷研究的常用的实验方法主要有：TEM(投射电子显微镜),APFIM(原子探针场离子显微镜),3D-AP(三维原子探针)。这些实验技术能在一定的范围内给出材料中的空位型缺陷和纳米析出物的信息,但是精度有限。上个世纪40年代,许多研究者在研究正电子与凝聚态中电子相互作用时,发展了正电子湮没谱学(PAS)。正电子湮没谱学能够对空位型缺陷‘自寻’探测,使得正电子成为材料研究中的独特手段。一般认为,正电子湮没谱学技术是一种无损检测,能够反映凝聚态物质材料中电子结构等信息。其物理机制主要是基于正电子被缺陷捕获的湮没机制,如空位、位错、空位团以及析出物等。正电子湮没谱学技术主要包括：正电子湮没寿命谱(PALS),多普勒展宽能谱(DBS),角关联湮没谱(ACAR),符合多普勒展宽能谱(CDBS),寿命-动量关联谱(AMOC)。正电子湮没寿命谱原理是测量22Na放射性同位素源发射正电子的同时发射一个1.27MeV的γ光子与正电子与电子湮没产生的00511MeV的γ射线之间的时间差。DBS和ACAR主要测量湮没辐射过程中正电子湮没为处的电子动量分布信息。多普勒展宽能谱通过中心区域的S参数和翼区W参数来反映正电子湮没特性。S参数主要与价电子湮没,W参数主要与芯电子发生湮没,通过S、W参数可以区分不同的类型的缺陷。符合多普勒展宽能谱可以减少能谱测量中的本底和提高响应函数。符合多普勒展宽能谱通过减低本地,提取能谱中高动量区域的湮没信息,通过探测正电子与芯电子湮没研究缺陷处的化学环境。AMOC主要是研究电子动量随时间的分布信息。经过半个世纪的努力,正电子湮没谱学技术被认为是一种研究空位型缺陷的灵敏手段,但是对无缺陷材料中嵌入式纳米颗粒并不敏感。本论文主要应用正电子湮没谱学技术研究Fe-Cu合金的微观缺陷。Fe-Cu合金的微观缺陷主要包括空位、间隙原子、空位-Cu复合体、空位团以及纯Cu析出物。通过对Fe-Cu合金微观缺陷的研究,验证正电子湮没谱学对微观缺陷的表征能力。为了进一步分析实验结果,通过两分量密度泛函理论对Fe-Cu合金微观缺陷的正电子湮没寿命以及电子动量分布进行计算。