Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005 - lamp.tugraz.at

Lösungen
L3: Anwendungen der Positronenannihilation
L3: Anwendungen der
Positronenannihilation –
Grenzflächen, Leerstellen und
freie Volumina
Untersuchung von Grenzflächen
in nanokristallinen Metallen und
Legierungen
In nanokristallinen Systemen können Positronen
durch Diffusion an die Grenzflächen zwischen den
Kristalliten gelangen, an denen sie eingefangen
werden und zerstrahlen. Aus den unterschiedlichen
Lebensdauern und ihren Intensitäten können Rückschlüsse
auf die Topologie der Grenzflächen (Größe
struktureller freier Volumen etc.) gezogen werden.
Mit der Methode der koinzidenten Dopplerverbreiterung
können freie Volumen in Grenzschichten darüber
hinaus hinsichtlich ihrer atomarer chemischen
Umgebung untersucht werden (s. Abb. 1). Hiermit
eröffnet sich ein neuartiger Zugang zur chemischen
Grenzflächenanalytik auf atomarer Skala. Es lassen
sich damit u. a. Fragestellungen der Grenzflächensegregation
beispielsweise im Zusammenhang mit
Prozessen der Nanokristallisation und des Kristallitwachstums
untersuchen.
Chemisch empfindlicher Nachweis
von Leerstellen in Legierungen und
Verbindungshalbleitern
In binären Systemen können aus den gemessenen
koinzidenten Doppler-verbreiterten Spektren
Verhältniskurven berechnet werden. Aus diesen
Kurven können in Verbindung mit den Ergebnissen
aus Positronen-Lebensdauer-Messungen Rückschlüsse
gezogen werden über die Umgebung des
Ortes der Annihilation. Damit lassen sich Fragen
wie z.B. nach dem Untergitter, in dem Leerstellen
auftreten, beantworten (s. Abb. 2).
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Abbildung 1:
(Chemische) Charakterisierung von freien Volumen in Grenzflächen nanokristalliner Materialien
mit Positronen.
Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005
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