Pozitronová anihilační spektroskopie

Jakub Čížek

Katedra fyziky nízkých teplot, Matematicko-fyzikální fakulta Univerzity Karlovy v Praze

 

Pozitronová anihilační spektroskopie využívá pozitron jako sondu ke studiu struktury materiálů. V pevných látkách jsou pozitrony anihilovány elektrony a emitované anihilační záření přináší informaci o parametrech anihilačního procesu. Hlavní pozorovatelné jsou doba života pozitronu a Dopplerův posuv energie anihilačních fotonů. Pozitron implantovaný do dokonalého krystalu je delokalizovaný v krystalové mříži a pozitronová hustota má formu modulované rovinné vlny. Defekty krystalické mříže spojené s volným objemem (např. vakance, dislokace, hranice  zrn atd.) představují pro pozitron potenciálové jámy a mohou vést k záchytu pozitronu, tj. může dojít ke vzniku vázaného stavu pozitronu v defektu. Takto zachycené pozitrony mají delší dobu života než pozitrony delokalizované v krystalické mříži. Doba života pozitronu je určena lokální elektronovou hustotou v místě defektu. Každý stav pozitronu v daném materiálu přispívá do spektra dob života pozitronů exponenciální komponentou. Změřením dob života těchto exponenciálních komponent je možné identifikovat typy defektů ve studovaném materiálu. Z intenzit těchto komponent lze potom pomocí vhodného modelu určit koncentrace defektů.

V přednášce bude vysvětlen princip pozitronové anihilační spektroskopie a ilustrovány její možnosti na příkladě studia ultra jemnozrnných materiálů připravených silnou plastickou deformací. Budou rovněž zmíněny oblasti kdy se informace získaná pomocí pozitronové anihilační spektroskopie překrývá s informací o reálné struktuře materiálů získané studiem tvaru rozšíření difrakčních profilů rtg. záření.