Spektroskopia czasów życia pozytonów jako narzędzie badań stopnia zdefektowania materiałów o strukturze nieuporządkowanej

• Autorzy: Golis E. , Filipecki J. , Kocela A.

Warianty tytułu

EN

Positron life time spectroscopy as a tool to study the defect degree of materials with disordered structure

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wykorzystanie spektroskopii czasów życia pozytonów PALS do badania stopnia zdefektowania materiałów o strukturze nieuporządkowanej. Jako materiałów badawczych użyto następujących próbek: szkło tlenkowe, szkło chalkogenidkowe i polimer. Metoda PALS jest szczególnie czuła na wykrywanie w materiałach o strukturze nieuporządkowanej defektów strukturalnych, w których pułapkowany może być zarówno pozyton (defekty liniowe), jak i pozyt (luki, wolne objętości). W wyniku przeprowadzonych pomiarów otrzymano krzywe opisujące zależność liczby zliczeń aktów anihilacyjnych w funkcji czasu. Rozkład widma czasu życia pozytonów był przeprowadzony na trzy składowe t1, t2 i t3. Składowa t1 jest odpowiedzialna za anihilację swobodną pozytonów i anihilację z elektronami defektów punktowych typu wakans. Składowa t2 związana jest z występowaniem defektów objętościowych powstających na granicach międzyziarnowych, dyslokacji lub skupisk wakansów. Składowa t3 przypisywana jest do anihilacji pick-off oznaczającej pułapkowanie orto-pozytu, o-Ps, przez wolne objętości i daje informację o geometrycznych parametrach tych wolnych objętości. Obliczone parametry wychwytu pozytonów i pozytu w badanych, nieuporządkowanych strukturalnie materiałach pozwalają wyciągnąć wnioski dotyczące stopnia i charakteru zdefektowania badanych materiałów.

EN

The paper presents the use of positron lifetime spectroscopy PALS to study the defect degree of structures of disordered materials. Oxide glass, chalcogenide glass and polymer were used in the study. The PALS method is particularly sensitive to detect the structure of disordered materials with structural defects that can trap both the positron (linear defects) and positronium (the free volume). As a result of the measurements, curves describing the dependence of the number of counts of annihilation acts as a function of time were obtained. The positron lifetime spectra were resolved into three components t1, t2 and t3. The component t1 is responsible for the free positron annihilation and the annihilation with electrons of vacancy-type point defects. The component t2 is related to the presence of bulk defects that arise at the grain boundaries, dislocations or clusters of vacancies. The component t3 is assigned to the pick-off annihilation of ortho-positronium (o-Ps) by the free volume, and gives information on the geometric parameters of the free volume. The calculated parameters of uptake of the positron and positronium in the structurally disordered materials under consideration allowed us to draw conclusions about the degree and nature of their defects.

Słowa kluczowe

PL

anihilacja pozytonów; czas życia; struktura; materiały nieuporządkowane

EN

positron annihilation; lifetime; structure; disordered materials

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2012
• Tom: T. 64, nr 2
• Strony: 177--180
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Golis E.

autor

Filipecki J.

autor

Kocela A.

• Akademia im. jana Długosza w Częstochowie, Instytut Fizyki, al. Armii Krajowej 13/15, 42-200 Częstochowa,

Bibliografia

• [1] Pathrick R.A.: „Positron annihilation – a probe for nanoscale voids and free volume”, Prog. Polymer Sci., (1997), 22, 1-47.
• [2] Jean Y.C.: NATO Advanced Research Workshop, Advances with Positron Spectroscopy of Surfaces, Yarenna, Italy, July 16&17, (1993).
• [3] Shao-jie W., Zhong-Xun T., De-Chong T.: Positron Annihilation, edited by Jain P.C., Singru R.M., Gopinathan K.P., (World Scientific Publishing Co. Pte. Itd., Singapore 1985).
• [4] Dryzek J.: Wstęp do spektroskopii anihilacji pozytonów w ciele stałym, Wyd. Uniwersytetu Jagiellońskiego, Kraków, (1997).
• [5] Brandt W., Berko S., Walker W.W.: „Positronium decay in molecular substances”, Phys. Rev., 120, (1960), 1289-1295.
• [6] Tao S.J.: J. Chem. Phys., 56, (1972), 5499.
• [7] Eldrup M., Lighbody D., Sherwood J.N.: „Positron annihilation in polymers”, Chem. Phys., 63, (1981), 51-62.
• [8] Filipecki J., Korzekwa P., Filipecka K., Dorobanow M., Korzekwa D., Korzekwa W., Hyla M.: „Investigation of free volume changes in the structure of the polymer bifocal contact lenses by means of the positron annihilation method”, Polymers in Medicine, 40, (2010), 27-22.
• [9] Kansy J.: „Microcomputer program for analysis of positron annihilation lifetime spectra”, Nucl. Instr. and Meth. Phys. Res., A 374, (1996), 235-244.