Fitování spektra dob života pozitronů

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Fitování spektra dob života pozitronů"

Ludmila Mašková
před 7 lety
Počet zobrazení:

1 Fitování spektra dob života pozitronů modelová funkce S n I t i i e R t t B i1 i n i1 I i 1 diskrétní exponenciální komponenty -volné lépozitrony - pozitrony zachycené v defektech - zdrojové komponenty pozadí (náhodné koincidence) rozlišovací funkce spektrometru

2 Fitování spektra dob života pozitronů residuals ( ) CdTe monokrystal jednokomponentní spektrum, 1 = 295 ps / =.993(14) 1 3 cou unts channel (1 ch = ps)

3 Fitování spektra dob života pozitronů residuals ( ) CdTe monokrystal dopovaný In jednokomponentní spektrum, 1 = 3 ps / = 1.13(14) 1 3 cou unts channel (1 ch = ps)

4 Fitování spektra dob života pozitronů ) residuals ( CdTe monokrystal dopovaný In dvou-komponentní spektrum, 1 = 22(1) ps, 2 = 341(5) ps V Cd -In / =.996(14) 1 3 coun nts channel (1 ch = ps)

5 Fitování spektra dob života pozitronů HPT deformované Fe, p = 6 GPa, 5 rotací residuals ( ) experiment fit coun nts channel (1 ch = ps)

6 Fitování spektra dob života pozitronů HPT deformované Fe, p = 6 GPa, 5 rotací residuals ( ) experiment fit coun nts 1 5 dislokace channel (1 ch = ps)

7 Fitování spektra dob života pozitronů HPT deformované Fe, p = 6 GPa, 5 rotací residuals ( ) experiment fit 1 5 dislokace coun nts klastry vakancí channel (1 ch = ps) 35 4

8 Fitování spektra dob života pozitronů HPT deformované Fe, p = 6 GPa, 5 rotací residuals ( ) experiment fit 1 5 dislokace coun nts klastry vakancí zdrojové komponenty channel (1 ch = ps) 35 4

9 Záchyt v klastrech vakancí 5 4 lifetime (p ps) Cu, fcc Al, fcc Number of vacancies

10 Záchyt v klastrech vakancí 4V cluster 5 4 lifetime (ps s) Cu, fcc Al, fcc Number of vacancies

11 Záchyt v klastrech vakancí 4V cluster 14V cluster 5 4 lifetime (ps s) Cu, fcc Al, fcc Number of vacancies

12 Specifická záchytová rychlost pro klastry vakancí specifická záchytová rychlost narůstá s rostoucí velikostí klastru malé klastry (N 1): větší klastry (N > 1): N ~ N N se postupně saturuje 1 N / R. M. Nieminen, J. Laakkonen, Appl. Phys.2, 181 (1979) 1 bn / a 1 e 8 6 N / 1 a 9.4 b N

13 Záchyt pozitronů v dislokacích dislokační čára mělká záchytová jáma záchyt pozitronu v dislokaci difúze podél dislokační čáry konečný záchyt ve vakanci vázané k dislokaci šroubová dislokace hranová dislokace např. Fe hranová dislokace: = 165 ps šroubová dislokace: = 142 ps

14 Záchyt pozitronů v dislokacích záchyt pozitronů v dislokacích K v << K dl (vakance je bodový defekt, ale dislokace čárový) dl << K dv (vždy je dostatečná koncentrace vakancí vázaných k dislokacím) vazebná energie pozitronu E dl ~.1 ev E volný pozitron dislokační čára B = 1/ B dl = 1/ dl K dl dl anihilace (číselné hodnoty jsou pro hranové dislokace v Fe) B = 18 ps dl = 18 ps E dv ~ 1 ev K v K dv vakance vázaná k dislokaci dv = 1/ dv dv = 165 ps L.C. Smedskjaer et al., J. Phys. F 1, 2237, (198)

15 Záchyt pozitronů v dislokacích záchyt pozitronů v dislokacích K v << K dl (vakance je bodový defekt, ale dislokace čárový) dl << K dv (vždy je dostatečná koncentrace vakancí vázaných k dislokacím) vazebná energie pozitronu E dl ~.1 ev E volný pozitron dislokační čára B = 1/ B dl = 1/ dl K dl dl anihilace (číselné hodnoty jsou pro hranové dislokace v Fe) B = 18 ps dl = 18 ps E dv ~ 1 ev K v K dv vakance vázaná k dislokaci dv = 1/ dv dv = 165 ps specific positron trapping rate: = m 2 s -1 dislocation density: = m -2

16 Záchyt pozitronů v dislokacích t HPT deformovaná Cu, p = 6 GPa, N = 15 střed ( r = ) r okrajj ( r = 3.5 mm )

17 Záchyt pozitronů v dislokacích HPT deformovaná Cu, p = 6 GPa, N = 15 distortované oblasti podél hranic zrn vnitřky zrn

18 Defekty v UFG kovech připravených HPT vzorek 1 (ps) I 1 (ps) 2 (ps) I 2 (ps) 3 (ps) I 3 (ps) Cu (15 nm) (3) 64(4) 249(2) 36(4) HPT p = 6 GPa Cu (15 nm) HPT p = 3 GPa Fe (115 nm) HPT p = 6 GPa (1) 83(4) 255(4) 17(4) (4) 91(1) 352(6) 9(1) Ni (12 nm) (7) 8(1) 336(7) 2(1) HPT p = 6 GPa volné pozitrony střední difúzní délka e + : L + = 146 nm pozitrony zachycené v dislokacích v porušených oblastech podél hrabic zrn pozitrony zachycené v drobných shlucích vakancí

19 Záchyt pozitronů v dislokacích difúzní záchytový model termalizace záchyt v dislokacích 1. pozitrony v porušených oblastech podél hranic zrn difúze na hranice zrn 2. pozitrony v zrnech anihilace ve volném stavu záchyt v klastrech vakancí unvnitř zrn Fitování difúzním modelem objemová frakce porušených oblastí, velikost zrn, hustota dislokací, koncentrace klastrů vakancí

20 Záchyt pozitronů v dislokacích difúzní záchytový model termalizace záchyt v dislokacích 1. pozitrony v porušených oblastech podél hranic zrn difúze na hranice zrn 2. pozitrony v zrnech anihilace ve volném stavu záchyt v klastrech vakancí unvnitř zrn Fitování difúzním modelem objemová frakce porušených oblastí, velikost zrn, hustota dislokací, koncentrace klastrů vakancí

21 Záchyt pozitronů v dislokacích difúzní záchytový model termalizace záchyt v dislokacích 1. pozitrony v porušených oblastech podél hranic zrn difúze na hranice zrn 2. pozitrony v zrnech anihilace ve volném stavu záchyt v klastrech vakancí unvnitř zrn Fitování difúzním modelem objemová frakce porušených oblastí, velikost zrn, hustota dislokací, koncentrace klastrů vakancí

22 Záchyt pozitronů v dislokacích difúzní záchytový model HPT deformovaná Cu, p = 3 GPa, N = 6 deformovaný stav

23 Záchyt pozitronů v dislokacích difúzní záchytový model HPT deformovaná Cu, p = 3 GPa, N = 6 13 as-prepared o C - beze změn state

24 Záchyt pozitronů v dislokacích difúzní záchytový model HPT deformovaná Cu, p = 3 GPa, N = as-prepared o C o C abnormální - change state růst zrn

25 Záchyt pozitronů v dislokacích difúzní záchytový model HPT deformovaná Cu, p = 3 GPa, N = o 13 C as-prepared o C abnormální o C - abnormal - change state růst grain zrn growth

26 Záchyt pozitronů v dislokacích difúzní záchytový model HPT deformovaná Cu, p = 3 GPa, N = o 13 C as-prepared o C -začátek o abnormal C - - rekrystalizace change state grain grain growth

27 Záchyt pozitronů v dislokacích difúzní záchytový model HPT deformovaná Cu, p = 3 GPa, N = o C 16 o 13 as-prepared C plně o C - o abnormal start C -rekrystalizovaná - of recrystallization change state grain grain growth struktura deformovaný stav relaxace napětí 15 nm abnormální růst zrn 15 nm + a několik 2-3 m rekrystalizace ~ 3 m

28 Záchyt pozitronů v dislokacích difúzní záchytový model HPT deformovaná Cu, p = 3 GPa, N = 6 Lifetimes 5 abnormal g. g. recrystallization 4 Lifetime [ ps ] microvoids dislocations 1 - free positrons Temperature [ o C ]

29 Záchyt pozitronů v dislokacích difúzní záchytový model 5 HPT deformovaná Cu, p = 3 GPa, N = 6 Lifetime [ ps ] Temperature [ o C] Intensities 1 abnormal g. g. recrystallization dislocations 1 - free positrons 1 Inten nsity [ % ] microvoids Temperature [ o C ]

30 Záchyt pozitronů v dislokacích difúzní záchytový model HPT deformovaná Cu, p = 3 GPa, N = 6 3 recrystallization aktivační energie: Q = 96(1) kj / mol 2R [ nm ] [ % ] migrace rovnovážných hranic zrn v Cu: Q = 17 kj / mol Temperature [ o C ]

31 HPT deformovaná Cu, p = 3 GPa, N = Lifetime [ ps ] Intensity [ % ] Temperature [ o C] Temperature [ o C] abnormal g. g. recrystallization 7 4 c v [1-6 at -1 ] concentration of microvoids size of microvoids free volum me of microvoids " [ vac. ] Temperature [ o C ]

32 Microstructure evolution with temperature PAS HPT deformovanácu p = 6 GPa, N = 6, 2R = 15 nm HPT deformovaná Cu, p = 3 GPa, N = 6, 2R = 15 nm objemová frakce porušených oblastí podél hranic zrn recrystallization posun rekrystalizace do nižších teplot [ % ] Temperature [ o C ]

33 Záchyt pozitronů v dislokacích difúzní záchytový model 1Cr6 ložisková ocel

34 Záchyt pozitronů v precipitátech koherentní precipitát materiál ve vakuu E elektrony pozitrony vakuum E F E, valenční č pás vakuum výstupní práce: povrchový potenciál: chemický potenciál:

35 Záchyt pozitronů v precipitátech koherentní precipitát dva materiály A a B v kontaktu E elektrony pozitrony A B A B B,,, A E F, A valenční č pás E,, A,B E,B, 2 A +,p < A +,m rozdíl energií základního stavu e + E, A, B, A, B, A, B 2 A +,p > A +,m afinita pozitronu: A E E, A, B A, A A, B

36 Záchyt pozitronů v precipitátech koherentní precipitát dva materiály A a B v kontaktu E elektrony pozitrony A B A B r c B,,, A E F, A valenční č pás E,, A,B E,,B 2 A +,p < A +,m minimální i poloměr ě precipitátu itát 2 r c nm.31 / A ev A +,p > A +,m

37 Záchyt pozitronů v precipitátech koherentní precipitát koherentní precipitát s defekty 2 A +,p < A +,m 2 2 A +,p > A +,m

38 Záchyt pozitronů v precipitátech koherentní precipitát nekoherentní precipitát 2 A +,p < A +,m 2 2 A +,p > A +,m

Podobné dokumenty

Ab-inito teoretické výpočty pozitronových parametrů

Ab-inito teoretické výpočty pozitronových parametrů Standardní schéma: J. Puska, R. ieminen, J. Phys. F: Met. Phys. 3, 333 (983) at elektronová hustota atomová superpozice (ATSUP) n r n r Ri i limit of