Fitování spektra dob života pozitronů

Podobné dokumenty
Ab-inito teoretické výpočty pozitronových parametrů

Záchyt pozitronů v precipitátech

Anihilace pozitronů v polovodičích

Svazek pomalých pozitronů

Slitiny titanu pro použití (nejen) v medicíně

Nauka o materiálu. Přednáška č.2 Poruchy krystalické mřížky

Měření doby úhlových korelací (ACAR)

Pozitronový mikroskop

Měření doby života na svazku pozitronů

Polovodičové detektory

Pozitron teoretická předpověď

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

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

Tepelně aktivovaná deformace

MŘÍŽKY A VADY. Vnitřní stavba materiálu

Minule vazebné síly v látkách

Precipitace. Změna rozpustnosti je základním předpokladem pro precipitační proces

Anihilace pozitronů v letu

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

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

E g IZOLANT POLOVODIČ KOV. Zakázaný pás energií

LETECKÉ MATERIÁLY. Úvod do předmětu

Vazby v pevných látkách

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

Plastická deformace a pevnost

Aplikace jaderné fyziky (několik příkladů)

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

Vlastnosti a zkoušení materiálů. Přednáška č.9 Plasticita a creep

Výstupní práce Materiály a technologie přípravy M. Čada

Úvod do fyziky tenkých vrstev a povrchů. Spektroskopie Augerových elektron (AES), elektronová mikrosonda, spektroskopie prahových potenciál

SMA 2. přednáška. Nauka o materiálu NÁVRHY NA OPAKOVÁNÍ

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

Techniky prvkové povrchové analýzy elemental analysis

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

Struktura a vlastnosti kovů I.

Mechanismy zpevnění kovů

Přednáška 4. Tlak nasycených par, odpařování. Materiály pro vakuovou techniku Procesy ve stěnách vak. systémů. Martin Kormunda

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

LOGO. Struktura a vlastnosti pevných látek

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

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

INFLUENCE OF TREATING CONDITIONS ON STRUCTURE OF FORGED PIECES FROM THE STEEL GRADE C35E

Metodický návod: 5. Zvyšování vnějšího napětí na 3 V. Dochází k dalšímu zakřivování hladin a rozšiřování hradlové vrstvy.

12. Struktura a vlastnosti pevných látek

Jiří Oswald. Fyzikální ústav AV ČR v.v.i.

Kapaliny Molekulové vdw síly, vodíkové můstky

Fotoelektronová spektroskopie ESCA, UPS spektroskopie Augerových elektronů. Pavel Matějka

TEORIE TVÁŘENÍ. Lisování

Gabriela DOROCIAKOVÁ a, Miroslav GREGER a, Radim KOCICH a a Barbora KUŘETOVÁ a

2. Molekulová stavba pevných látek

Spektroskopie subvalenčních elektronů Elektronová mikroanalýza, rentgenfluorescenční spektroskopie

Emise vyvolaná působením fotonů nebo částic


Metalografie ocelí a litin

Anihilace pozitronů v pevných látkách

Analýza směsí, kvantitativní NMR spektroskopie a využití NMR spektroskopie ve forenzní analýze

Plazmové metody. Základní vlastnosti a parametry plazmatu

STRUKTURA A VLASTNOSTI PEVNÝCH LÁTEK

Elektronová struktura

Nauka o materiálu. Přednáška č.10 Difuze v tuhých látkách, fáze a fázové přeměny

2. Difrakce elektronů na krystalu

Univerzita Karlova v Praze. Matematicko-fyzikální fakulta BAKALÁŘSKÁ PRÁCE. Michaela Poková. Vliv dispersoidů na rekrystalizaci hliníkových slitin.

KOROZE A TECHNOLOGIE POVRCHOVÝCH ÚPRAV

IMPULZNÍ MAGNETICKÁ STRUKTUROSKOPIE PLOCHÝCH VÝROBKŮ Z OCELI

Balmerova série. F. Grepl 1, M. Benc 2, J. Stuchlý 3 Gymnázium Havlíčkův Brod 1, Gymnázium Mnichovo Hradiště 2, Gymnázium Šumperk 3

Rovnováha tuhá látka-kapalina

Krystalizace, transformace, kongruence, frustrace a jak se to všechno spolu rýmuje

Výzkum slitin titanu - od letadel po implantáty

Dynamické procesy & Pokročilé aplikace NMR. chemická výměna, translační difuze, gradientní pulsy, potlačení rozpouštědla, NMR proteinů

Metody analýzy povrchu

Petr Kubeš. Vedoucí práce: Prof. Ing. Petr ZUNA, CSc. D. Eng. h.c. Konzultant: Ing. Jakub HORNÍK, Ph.D.

Fotoelektronová spektroskopie Instrumentace. Katedra materiálů TU Liberec

Kovy - model volných elektronů

HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIE - kvalitativní i kvantitativní detekce v GC a LC - pyrolýzní hmotnostní spektrometrie - analýza polutantů v životním

ŽÍHÁNÍ. Tepelné zpracování kovových materiálů

1. Kvantové jámy. Tabulka 1: Efektivní hmotnosti nosičů v krystalech GaAs, AlAs, v jednotkách hmotnosti volného elektronu m o.

POLOTOVARY VYRÁBĚNÉ TVÁŘENÍM ZA TEPLA

Poruchy krystalové struktury

HLINÍK A JEHO SLITINY

MitoSeminář II: Trochu výpočtů v bioenergetice. Souhrn. MUDr. Jan Pláteník, PhD. Ústav lékařské biochemie 1.LF UK

Difúzní svařování - 45

Polovodičové diody Elektronické součástky pro FAV (KET/ESCA)

Metody analýzy povrchu

Úvod do koroze. (kapitola, která bude společná všem korozním laboratorním pracím a kterou studenti musí znát bez ohledu na to, jakou práci dělají)

7. Elektrický proud v polovodičích

FYZIKA VE FIRMĚ HVM PLASMA

2.6. Koncentrace elektronů a děr

VLIV ZPŮSOBŮ OHŘEVU NA TEPLOTNÍ DEGRADACI TENKÝCH OTĚRUVZDORNÝCH PVD VRSTEV ZJIŠŤOVANÝCH POMOCÍ VYBRANÝCH METOD

U BR < 4E G /q -saturační proud ovlivňuje nárazovou ionizaci. Šířka přechodu: w Ge 0,7 w Si (pro N D,A,Ge N D,A,Si ); vliv U D.

VÝVOJ STRUKTURY SLITINY AlMn1Cu Z HLEDISKA ZMĚNY CESTY DEFORMACE PROCESEM SPD

Překryv orbitalů. Vznik vazby překryvem orbitalů na dvou různých atomech A, B Obsazeno dvojicí elektronů Ψ = Ψ A Ψ Β

Látkové množství n poznámky 6.A GVN

Energie, její formy a měření

Elektromagnetismus. - elektrizace třením (elektron = jantar) - Magnetismus magnetovec přitahuje železo zřejmě první záznamy o používání kompasu

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

Kapaliny Molekulové vdw síly, vodíkové můstky

Pozitronium. schéma kanálů pro anihilaci pozitronu v pevné látce

Transkript:

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

Fitování spektra dob života pozitronů residuals ( ) CdTe monokrystal jednokomponentní spektrum, 1 = 295 ps 4 2-2 -4 1 2 3 4 5 6 1 5 1 4 2 / =.993(14) 1 3 cou unts 1 2 1 1 1 1 2 3 4 5 6 channel (1 ch = 3.125 ps)

Fitování spektra dob života pozitronů residuals ( ) CdTe monokrystal dopovaný In jednokomponentní spektrum, 1 = 3 ps 4 2-2 -4 1 2 3 4 5 6 1 5 1 4 2 / = 1.13(14) 1 3 cou unts 1 2 1 1 1 1 2 3 4 5 6 channel (1 ch = 3.125 ps)

Fitování spektra dob života pozitronů ) residuals ( CdTe monokrystal dopovaný In dvou-komponentní spektrum, 1 = 22(1) ps, 2 = 341(5) ps 4 2-2 -4 1 1 5 2 3 4 5 6 V Cd -In 1 4 2 / =.996(14) 1 3 coun nts 1 2 1 1 1 1 2 3 4 5 6 channel (1 ch = 3.125 ps)

Fitování spektra dob života pozitronů HPT deformované Fe, p = 6 GPa, 5 rotací residuals ( ) 6 4 2-2 -4-6 6 15 2 25 3 35 4 35 4 1 6 experiment fit coun nts 1 5 1 4 1 3 1 2 1 1 15 2 25 3 channel (1 ch = 3.125 ps)

Fitování spektra dob života pozitronů HPT deformované Fe, p = 6 GPa, 5 rotací residuals ( ) 6 4 2-2 -4-6 6 15 2 25 3 35 4 35 4 1 6 experiment fit coun nts 1 5 dislokace 1 4 1 3 1 2 1 1 15 2 25 3 channel (1 ch = 3.125 ps)

Fitování spektra dob života pozitronů HPT deformované Fe, p = 6 GPa, 5 rotací residuals ( ) 6 4 2-2 -4-6 6 15 2 25 3 35 4 1 6 experiment fit 1 5 dislokace coun nts klastry vakancí 1 4 1 3 1 2 1 1 15 2 25 3 channel (1 ch = 3.125 ps) 35 4

Fitování spektra dob života pozitronů HPT deformované Fe, p = 6 GPa, 5 rotací residuals ( ) 6 4 2-2 -4-6 6 15 2 25 3 35 4 1 6 experiment fit 1 5 dislokace coun nts klastry vakancí zdrojové komponenty 1 4 1 3 1 2 1 1 15 2 25 3 channel (1 ch = 3.125 ps) 35 4

Záchyt v klastrech vakancí 5 4 lifetime (p ps) 3 2 1 Cu, fcc Al, fcc 1 2 3 4 5 6 Number of vacancies

Záchyt v klastrech vakancí 4V cluster 5 4 lifetime (ps s) 3 2 1 Cu, fcc Al, fcc 1 2 3 4 5 6 Number of vacancies

Záchyt v klastrech vakancí 4V cluster 14V cluster 5 4 lifetime (ps s) 3 2 1 Cu, fcc Al, fcc 1 2 3 4 5 6 Number of vacancies

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.13 4 2 5 1 15 2 25 N

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

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)

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: = 1-5 1-4 m 2 s -1 dislocation density: = 1 12 1 16 m -2

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

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

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) - - 161(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 - - 164(1) 83(4) 255(4) 17(4) - - 15.9(4) 91(1) 352(6) 9(1) Ni (12 nm) - - 156.4(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

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

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

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

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

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

Záchyt pozitronů v dislokacích difúzní záchytový model HPT deformovaná Cu, p = 3 GPa, N = 6 16 13 as-prepared o C o C abnormální - change state růst zrn

Záchyt pozitronů v dislokacích difúzní záchytový model HPT deformovaná Cu, p = 3 GPa, N = 6 25 16 o 13 C as-prepared o C abnormální o C - abnormal - change state růst grain zrn growth

Záchyt pozitronů v dislokacích difúzní záchytový model HPT deformovaná Cu, p = 3 GPa, N = 6 25 28 16 o 13 C as-prepared o C -začátek o abnormal C - - rekrystalizace change state grain grain growth

Záchyt pozitronů v dislokacích difúzní záchytový model HPT deformovaná Cu, p = 3 GPa, N = 6 425 28 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

Záchyt pozitronů v dislokacích difúzní záchytový model HPT deformovaná Cu, p = 3 GPa, N = 6 Lifetimes 5 abnormal g. g. recrystallization 4 Lifetime [ ps ] 3 2 3 - microvoids 1 2 - dislocations 1 - free positrons 1 2 3 4 5 Temperature [ o C ]

Záchyt pozitronů v dislokacích difúzní záchytový model 5 HPT deformovaná Cu, p = 3 GPa, N = 6 Lifetime [ ps ] 4 3 2 1 1 2 3 4 5 Temperature [ o C] Intensities 1 abnormal g. g. recrystallization 8 2 - dislocations 1 - free positrons 1 Inten nsity [ % ] 6 4 3 - microvoids 2 1 2 3 4 5 Temperature [ o C ]

Záchyt pozitronů v dislokacích difúzní záchytový model HPT deformovaná Cu, p = 3 GPa, N = 6 3 recrystallization 5 25 4 aktivační energie: Q = 96(1) kj / mol 2R [ nm ] 2 15 1 3 2 [ % ] migrace rovnovážných hranic zrn v Cu: Q = 17 kj / mol 5 1 2 3 4 5 Temperature [ o C ]

HPT deformovaná Cu, p = 3 GPa, N = 6 5 1 4 8 Lifetime [ ps ] 3 2 1 Intensity [ % ] 6 4 2 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 Temperature [ o C] Temperature [ o C] abnormal g. g. recrystallization 7 4 c v [1-6 at -1 ] 6 5 4 3 2 1 concentration of microvoids size of microvoids 35 3 25 2 15 1 free volum me of microvoids " [ vac. ] 5 1 2 3 4 5 Temperature [ o C ]

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 5 4 3 recrystallization posun rekrystalizace do nižších teplot [ % ] 2 1 1 2 3 4 5 6 7 Temperature [ o C ]

Záchyt pozitronů v dislokacích difúzní záchytový model 1Cr6 ložisková ocel

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:

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

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

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

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