Ab-inito teoretické výpočty pozitronových parametrů

Podobné dokumenty
Fitování spektra dob života pozitronů

Záchyt pozitronů v precipitátech

Svazek pomalých pozitronů

Pozitronový mikroskop

Měření doby života na svazku pozitronů

Slitiny titanu pro použití (nejen) v medicíně

Pružnost. Pružné deformace (pružiny, podložky) Tuhost systému (nežádoucí průhyb) Kmitání systému (vlastní frekvence)

Vazby v pevných látkách

Anihilace pozitronů v polovodičích

Polovodičové detektory

Polymorfismus kovů Při změně podmínek (zejména teploty), nebo např.mechanickým působením změna krystalické struktury.

LOGO. Struktura a vlastnosti pevných látek

Plastická deformace a pevnost

Objemové ultrajemnozrnné materiály. Miloš Janeček Katedra fyziky materiálů, MFF UK

Pozitron teoretická předpověď

MŘÍŽKY A VADY. Vnitřní stavba materiálu

Fyzika IV. -ezv -e(z-zv) kov: valenční elektrony vodivostní elektrony. Elektronová struktura pevných látek model volných elektronů

SIMULACE ŠÍŘENÍ NAPĚŤOVÝCH VLN V KRYSTALECH MĚDI A NIKLU

Objemové ultrajemnozrnné materiály a jejich příprava. Doc. RNDr. Miloš Janeček CSc. Katedra fyziky materiálů

12. Struktura a vlastnosti pevných látek

Minule vazebné síly v látkách

Nekovalentní interakce

Analytické metody využívané ke stanovení chemického složení kovů. Ing.Viktorie Weiss, Ph.D.

Dvourozměrné měření úhlových korelací (2D ACAR) Technical University Delft

Nekovalentní interakce

4. Stanovení teplotního součinitele odporu kovů

STRUKTURA A VLASTNOSTI PEVNÝCH LÁTEK

Krystalografie a strukturní analýza

Fyzika IV. g( ) Vibrace jader atomů v krystalové mříži

Měření doby úhlových korelací (ACAR)

Chemie. Mgr. Petra Drápelová Mgr. Jaroslava Vrbková. Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou

Klasifikace struktur

Molekulová spektroskopie 1. Chemická vazba, UV/VIS

Nauka o materiálu. Přednáška č.2 Poruchy krystalické mřížky

Základní stavební částice

Skupenské stavy. Kapalina Částečně neuspořádané Volný pohyb částic nebo skupin částic Částice blíže u sebe

Galvanický článek. Li Rb K Na Be Sr Ca Mg Al Be Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H Sb Bi As CU Hg Ag Pt Au

Základy Mössbauerovy spektroskopie. Libor Machala

EU PENÍZE ŠKOLÁM Operační program Vzdělávání pro konkurenceschopnost

Návod pro laboratorní úlohu: Komerční senzory plynů a jejich testování

STEJNOSMĚRNÝ PROUD Elektrický odpor TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY.

Želatina, příprava FSCV. Černobílá fotografie. Želatina, příprava FSCV. Želatina, příprava FSCV. Želatina, příprava FSCV

Úloha 1: Vypočtěte hustotu uhlíku (diamant), křemíku, germania a α-sn (šedý cín) z mřížkové konstanty a hmotnosti jednoho atomu.

Fyzikální vlastnosti materiálů FX001

Chemie = přírodní věda zkoumající složení a strukturu látek a jejich přeměny v látky jiné

Opakování

České vysoké učení technické v Praze Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská. Příloha formuláře C OKRUHY

Kapitola 3.6 Charakterizace keramiky a skla POVRCHOVÉ VLASTNOSTI. Jaroslav Krucký, PMB 22

PŘÍPRAVA ULTRAJEMNNÉ STRUKTURY HLINÍKU INTENZIVNÍ PLASTICKOU DEFORMACÍ A JEJÍ TEPELNÁ STABILITA SVOČ FST 2008

1 Tepelné kapacity krystalů

Částicové složení látek atom,molekula, nuklid a izotop

jádro a elektronový obal jádro nukleony obal elektrony, pro chemii významné valenční elektrony

ANODA KATODA elektrolyt:

2. Molekulová stavba pevných látek

Přednáška IX: Elektronová spektroskopie II.

Molekulární krystal vazebné poměry. Bohumil Kratochvíl

Přetváření a porušování materiálů

Mechanismy zpevnění kovů

Atom vodíku. Nejjednodušší soustava: p + e Řešitelná exaktně. Kulová symetrie. Potenciální energie mezi p + e. e =

Veličiny- základní N A. Látkové množství je dáno podílem N částic v systému a Avogadrovy konstanty NA

Ústav anorganické chemie AV ČR, v.v.i.

1. Termochemie - příklady 1. ročník

Modelování nanomateriálů: most mezi chemií a fyzikou

Třídění látek. Chemie 1.KŠPA

Základy elektrotechniky

Elektrochemický potenciál Standardní vodíková elektroda Oxidačně-redukční potenciály

Studium růstu kovových nanostruktur na povrchu křemíku Si(100)-(2 1) pomocí techniky STM

Fotonásobič. fotokatoda. typicky: - koeficient sekundární emise = počet dynod N = zisk: G = fokusační elektrononová optika

2 MECHANICKÉ VLASTNOSTI SKLA

Studium enzymatické reakce metodami výpočetní chemie

Struktura a vlastnosti kovů I.

VLASTNOSTI KOVŮ. Autor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: Ročník: osmý

Fyzika IV Dynamika jader v molekulách

Vznik struktury valenčního pásu při mapování stavu Ce 4f

Skupenské stavy látek. Mezimolekulární síly

Chemická vazba. John Dalton Amadeo Avogadro

VLIV STŘÍDAVÉHO MAGNETICKÉHO POLE NA PLASTICKOU DEFORMACI OCELI ZA STUDENA.

IDEÁLNÍ KRYSTALOVÁ MŘÍŽKA

Elektřina a magnetizmus vodiče a izolanty

02 Nevazebné interakce


Mikroskopie rastrující sondy

Vzdělávací oblast: Člověk a příroda. Vyučovací předmět: Chemie. Třída: tercie. Očekávané výstupy. Poznámky. Přesahy. Žák: Průřezová témata

Auger Electron Spectroscopy (AES)

Typy chemických reakcí

Elektrické vlastnosti pevných látek

Ch - Stavba atomu, chemická vazba

Klasifikace struktur

Metody analýzy povrchu

stavební kostičky, z těch vše sestaví TESELACE chybí měřítko na velikosti kostiček nezáleží krystalografie na vědeckém základě

Lasery RTG záření Fyzika pevných látek

Inovace profesní přípravy budoucích učitelů chemie

VÝPOČETNÍ CHEMIE V ANALÝZE STRUKTURY

Vzdělávání výzkumných pracovníků v Regionálním centru pokročilých technologií a materiálů reg. č.: CZ.1.07/2.3.00/

John Dalton Amadeo Avogadro

Tepelně aktivovaná deformace


Transkript:

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 pozitronové hustoty blížící se nule (vanishing positron density) doba života pozitronu: dr 2 r n r n r elektron-pozitronová korelace LDA nebo GGA aproximace 2 r e c E. Boroński and R. ieminen, Phys. Rev. B 3820, 34 (986) B parametrizace modelování defektů - supebuňky relaxace iontů kolem defektů

Ab-inito teoretické výpočty pozitronových parametrů Cu perfektní krystal elektronová hustota v rovině (00) 2.0 [00] [ 0. 0 00 000 0000 a) y ( 0.0.0 2.0 x (a) [00]

Ab-inito teoretické výpočty pozitronových parametrů Cu perfektní krystal = 4 ps pozitronová hustota v rovině (00) 2.0 0] [0 e-5 2e-5 3e-5 4e-5 5e-5 6e-5 7e-5 8e-5 y (a).0 e-4 8e-5 ) 6e-5 n + (a.u.) 4e-5 2.0.0 2.0 x (a) [00] 2e-5 0 20 2.0 [00].0 y (a).0 x (a) [00]

Ab-inito teoretické výpočty pozitronových parametrů Cu vakance v poloze [/2,/2,0] elektronová hustota v rovině (00) [00] 2.0 0. 0 00 000 0000 (a) y ( 0.0.0 2.0 x (a) [00]

Ab-inito teoretické výpočty pozitronových parametrů Cu vakance v poloze [/2,/2,0] = 80 ps pozitronová hustota v rovině (00) 2.0 [00] 2e-3 ]4e-3 6e-3 8e-3 e-2 y (a).0 4 2 0 n + (a.u.) 08 06 2.0.0 2.0 x (a) [00] 04 02 00 20 2.0 [00].0 y (a).0 x (a) [00]

bcc Fe doba života B = 07 ps pozitronová hustota v rovině (002) 3.0 2.5 2.0 2.0e-5 4.0e-5 6.0e-5 8.0e-5 0e-4.0e-4.2e-4.4e-4 ) y (a).0 00.0 2.0 2.5 3.0 x (a) positron dens nsity (a.u.).6e-4.4e-4.2e-4.0e-4 8.0e-5 6.0e-5 4.0e-5 2.0e-5 3.0 2.5 2.0 5 y (a).0.0 05 3.0 25 2.5 2.0 x (a)

bcc Fe - vakance doba života V = 80 ps pozitronová hustota v rovině (002) 3.0 2.5 2.0 5.0e-4 0.0e-3 e-3 2.0e-3 2.5e-3 3.0e-3 3.5e-3 05 ) y (a) 04.0 n density (a.u.) 03 00.0 2.0 2.5 3.0 x (a) positron 0002 02 0 00 2.5 2.0 y (a).0.0 3.0 2.5 2.0 x (a)

bcc Fe di-vakance doba života 2V = 99 ps pozitronová hustota v rovině (002) 3.0 2.5 2.0 5.0e-4.0e-3 e-3 2.0e-3 2.5e-3 2 y (a) n density (a.u.) 0 08.0 06 positron 04.0 2.0 2.5 3.0 x (a) 02 00 2.5 2.0 y (a).0.0 3.0 2.5 2.0 x (a)

Shluky vakancí bcc struktura 500 400 (ps) lifetime 300 200 00 Fe, bcc b, bcc W, bcc 0 0 0 20 30 40 50 60 umber of vacancies

Shluky vakancí bcc struktura 6V klastr 500 400 (ps) lifetime 300 200 00 Fe, bcc b, bcc W, bcc 0 0 0 20 30 40 50 60 umber of vacancies

Shluky vakancí bcc struktura 6V klastr 5V klastr 500 400 (ps) lifetime 300 200 00 Fe, bcc b, bcc W, bcc 0 0 0 20 30 40 50 60 umber of vacancies

Shluky vakancí fcc struktura 500 400 lifetime (p ps) 300 200 00 Cu, fcc Al, fcc 0 0 0 20 30 40 50 60 umber of vacancies

Shluky vakancí fcc struktura 4V klastr 500 400 lifetime (p ps) 300 200 00 Cu, fcc Al, fcc 0 0 0 20 30 40 50 60 umber of vacancies

Shluky vakancí fcc struktura 4V klastr 4V klastr 500 400 lifetime (p ps) 300 200 00 Cu, fcc Al, fcc 0 0 0 20 30 40 50 60 umber of vacancies

Shluky vakancí hcp struktura 500 400 lifetime (ps s) 300 200 Ti, hcp Mg, hcp 00 0 0 20 30 40 50 60 umber of vacancies

Shluky vakancí hcp struktura 4V klastr 500 400 lifetime (ps s) 300 200 Ti, hcp Mg, hcp 00 0 0 20 30 40 50 60 umber of vacancies

Shluky vakancí hcp struktura 4V klastr 6V klastr 500 400 lifetime (ps s) 300 200 Ti, hcp Mg, hcp 00 0 0 20 30 40 50 60 umber of vacancies

Shluky vakancí hcp struktura 500 experiment lifetime (ps) 400 300 200 Ti, hcp 00 0 0 20 30 40 50 60 umber of vacancies

Rozklad spekter dob života pozitronů t traditiční přístup: suma diskrétních komponent B t R e I t S n i t i i i n i I i nový přístup: diskrétní komponenty + rozdělení velikostí klastrů B t R e P I e I t S i t d n i t i i max max n i I i I d diskrétní komponenty - dislokace, příspěvek klastrů - volné pozitrony

Rozklad spekter dob života pozitronů příspěvek klastrů I d max max t P e - doba života pozitronu zachyceného v klastru, který se skládá z vakancí - získáme teoretickým výpočtem každá komponenta je vážena faktorem P P - specifická záchytová rychlost pro klastr skládající se z vakancí - relativní frakce klastrů složených z vakancí

Specifická záchytová rychlost pro klastr složený z vakancí účinný průřez pro záchyt pozitronu narůstá s rostoucí velikostí klastru malé klastry ( 0): ~ větší klastry ( > 0): postupná saturace / R. M. ieminen, J. Laakkonen, Appl. Phys.20, 8 (979) 0 b / a e 8 6 / a 9.4 b 0.3 4 2 0 0 5 0 5 20 25

Vznik klastrů vakancí při silné plastické deformaci pohyb dislokace se skokem směr pohybu mnoho pokusů o posun skoku vlivem napětí Poissonovo rozdělení P d e! d max P střední velikost klastrů vakancí: d

Rozklad spekter dob života pozitronů t traditiční přístup: suma diskrétních komponent B t R e I t S n i t i i i n i I i nový přístup: diskrétní komponenty + rozdělení velikostí klastrů B t R e e I e I t S d i t d d n i t i i max max! n i I i I d fitovací parametry I d a d stejný počet fitovacích parametrů jako při tradičním postupu

Rozklad spekter dob života pozitronů HPT deformované Fe, p = 6 GPa, 5 rotací residuals ( ) 6 4 2 0-2 -4-6 0 6 500 2000 2500 3000 3500 4000 experiment fit 0 5 coun nts 0 4 0 3 0 2 0 500 2000 2500 3000 3500 4000 channel ( ch = 3.25 ps)

Rozklad spekter dob života pozitronů HPT deformované Fe, p = 6 GPa, 5 rotací residuals ( ) 6 4 2 0-2 -4-6 0 6 500 2000 2500 3000 3500 4000 experiment fit 0 5 dislocation component coun nts 0 4 0 3 0 2 0 500 2000 2500 3000 3500 4000 channel ( ch = 3.25 ps)

Rozklad spekter dob života pozitronů HPT deformované Fe, p = 6 GPa, 5 rotací residuals ( ) coun nts 6 4 2 0-2 -4-6 0 6 500 2000 2500 3000 3500 4000 experiment fit 0 5 dislocation component cluster contribution 0 4 0 3 0 2 0 500 2000 2500 3000 3500 4000 channel ( ch = 3.25 ps)

Rozklad spekter dob života pozitronů HPT deformované Fe, p = 6 GPa, 5 rotací residuals ( ) 6 4 2 0-2 -4-6 500 2000 2500 3000 3500 4000 0 6 experiment coun nts fit 0 5 dislocation component cluster contribution 0 4 source contributions 0 3 0 2 0 500 2000 2500 3000 3500 4000 channel ( ch = 3.25 ps)

Výsledky pro HPT deformované kovy HPT-deformované kovy, p = 6 GPa, 5 HPT rotací měřeny ve středu vzorku vzorek (ps) I (%) 2 (ps) I 2 (%) d I d (%) Cu, fcc - - 64() 73.3(8) 3.7(2) 26.7(8) Al, fcc 58() 86.5(4) 240(3) 0() 40(3) 3.5(4) Fe, bcc - - 50.8(8) 89.8(2).3(5) 0.2(3) b, bcc - - 74() 9.2(3) 3.0(2) 8.8(5) 8(5) W, bcc - - 6.6(6) 9(5) 3() 9.5(7) Ti, hcp - - 82() 96.3(5) 39(2) 3.7(7) volné pozitrony dislokace klastry vakancí (rozdělení velikostí)

Výsledky pro HPT deformované kovy HPT-deformované kovy, p = 6 GPa, 5 HPT rotací měřeny ve středu vzorku rozdělení velikostí P() klastrů vakancí P () 0.25 0.20 Cu, b malé klastry úzké rozdělení Fe, W střední velikost klastrů Al, Ti velké klastry široké rozdělení Cu, fcc Fe, bcc b, bcc Al, fcc W, bcc Ti, hcp 5 0 0 0 20 30 40 50 60

Výsledky pro HPT deformované kovy HPT-deformované kovy, p = 6 GPa, 5 HPT rotací měřeny ve středu vzorku rozdělení velikostí P() klastrů vakancí I d P () 6 5 4 3 Cu, b malé klastry úzké rozdělení Cu, fcc Fe, bcc b, bcc Al, fcc W, bcc Ti, hcp Fe, W 2 střední velikost klastrů Al, Ti 00 velké klastry široké rozdělení 0 0 0 20 30 40 50 60

fcc Pd doba života B = ps 2.0 (00) rovina 0] [0 e-5 2e-5 3e-5 4e-5 5e-5 6e-5 7e-5 8e-5 (00) rovina y (a).0 e-4 8e-5 n + (a.u.) 6e-5 4e-5 2.0.0 2.0 x (a) [00] 2e-5 0 2.0 [00].0 y (a).0 x (a) [00]

fcc Pd Pd: fcc doba života V = 96 ps (00) rovina 2.0 [00 0] 2e-3 4e-3 6e-3 8e-3 e-2 (00) rovina y (a).0 4 2 0 n + (a.u.) 08 06 2.0.0 2.0 x (a) [00] 04 02 00 20 2.0 [00].0 y (a).0 x (a) [00]

Vodíkem indukované vakance H absorbovaný v Pd mříži oktaedrální poloha H Pd

Vodíkem indukované vakance H absorbovaný v Pd mříži.2% oktaedrální poloha.2%.2%.2%.2% 2%.2% H Pd

Vodíkem indukované vakance H absorbovaný v Pd mříži 0.4%.2% 0.4% oktaedrální poloha 0.4% 0.4%.2%.2%.2% absorpční energie 2Pd H 2PdH.2% 2 energie superbuňky obsahující 08 Pd atomů + H v oktaedrální poloze 0.4% 0.4% Pd, H 2EPd EH 2 0.28eV/H2 27 kj/mol 2 E H, abs 2E H energy of superbuňky obsahující 08 Pd atomů experiment: E H, abs 27.2 kj/mol H2 energie H 2 molekuly 6.66 ev D. Artman, T.B. Flanagan, Can J. Chem. 50, 32 (972) 0.4% 2%.2% 04% 0.4% H Pd

Vodíkem indukované vakance Pd vakance oktaedrální poloha Pd

Vodíkem indukované vakance Pd vakance oktaedrální poloha V 93.5ps (nerelaxovaná 96 ps) formační energie e e vakance energie superbuňky obsahující vakanci (tj. obsahující - =07 Pd atomů) 23% 2.3% 2.3% Pd, vac EPd.70eV E V, f E energie superbuňky obsahující = 08 Pd atomů 0.2% 23% 2.3% 0.2% Pd experiment: E V, f.68 ev Cahn and Hansen: Physical Metallurgy, Vol. 2, orth-holland, Amsterdam (983)

Vodíkem indukované vakance Pd vakance s H H Pd

Vodíkem indukované vakance Pd vakance s H 04% 0.4% H Pd

Vodíkem indukované vakance Pd vakance s H V H 78.7 7 ps E formační energie: energie superbuňky obsahující vacancy associovanou s H (- =07 Pd atomů + H atom) Pd, vac,h EPd, H EPd 0.35eV V H, f E 3%.3%.7%.7% 04% 0.4% energie superbuňky obsahující energie perfektní superbuňky obsahující = 08 Pd atomů + H atom = 08 Pd atomů absorbované atomy H snižují formační energii vakance vazebná energie H k vakanci: experiment: E B.3.4eV E B E V H, f EV, f EV, f EV H, f.35 ev H Pd

Si vliv struktury pozitronová hustota v rovině (0).0 0.8 0.6 A) 000 005 00 05 020 diamantová struktura z (a) [00] B 27.8ps 0.4 0.2 [00] z (a) 0.2 0.4 0.6 0.8.0.2.4.0 0.8 0.6 04 0.4 B) x (a) [-0] 000 005 00000 05 020 025 030 035 040 fcc struktura B 94.0ps 0.2 0.2 0.4 0.6 0.8.0.2.4 x (a) [-0]

Si vliv struktury pozitronová a elektronová hustota ve směru [] 000 05 A) electron density 00 positron density 04 0 03 02 0. ron density (a.u.) elect 0 ron density (a.u.) positr diamantová struktura B 27.8ps 0 0.2 0.4 0.6 0.8.0.2.4.6 x (a) [] 00 000 ctron density (a.u. ele )00 0 0. B) electron density positron density 05 04004 03 02 0 ) pos sitron density (a.u.) fcc struktura B 94.0ps 0 0.2 0.4 0.6 0.8.0.2.4.6 x(a) [] 00