Позитроны и электроны в аморфных сплавах
|
Для получения основной информации о структуре аморфных сплавов широко применяется рентгеновский дифракционный метод, который дает интегральную информацию о структуре. Для понимания специфики уникальных свойств важно также иметь сведения о локальной структуре аморфных материалов. Метод электронно-позитронной аннигиляции (ЭПА) весьма чувствителен для изучения различного рода нарушений структуры кристаллов. Спектры фотонов, возникающие при аннигиляции позитронов с электронами и отражающие импульсное распределение электронов, существенно изменяются в области, локализованной вблизи дефектов кристаллической решетки. Таким образом, медленные позитроны представляют собой «зонд», обладающий избирательностью по отношению к дефектам решетки. Этот «зонд» способен фиксировать очень малые изменения электронной плотности в окрестности несовершенств решетки, в том числе такие, которые возникают при обмене местами атомов разных сортов. Иначе говоря, медленные позитроны реагируют и на изменение упорядоченности в структуре. Все это и предопределило постановку задач по изучению природы аморфных металлических сплавов с помощью методов ЭПА, Для изучения позитронной аннигиляции в аморфных сплавах в настоящее время используются три метода, фиксирующие характеристики аннигиляционного излучения: 1. Измерения углового распределения аннигиляционных фотонов (УРАФ). Обработка экспериментально полученного спектра УРАФ дает возможность определить относительные вклады аннигиляции позитронов с электронами проводимости Fp = Sp/Sg и ионного остова Fg = Sg/S0, где S0, Sp и Sg — площади под всем спектром, параболической и гауссовой частями соответственно. Параболическая часть спектра УРАФ исчезает при угле θF, соответствующем ферми-моменту электронов, и таким образом можно из спектра получать еще один параметр θF. Экспериментально полученный спектр УРАФ позволяет определить параметр гауссианы а и связанный с ним параметр rm, характеризующий расстояние от центра иона, на котором происходит максимальное перекрытие волновых функций позитрона и аннигилирующего с ним остовного электрона. 2. Измерение допплеровского уширения аннигиляционной линии, характеризующееся 5-параметром (отношение суммы количества импульсов в фиксированном числе каналов в области пика спектра к общему количеству импульсов в спектре) и W-параметром (отношение суммы количества импульсов на крыльях спектра к общему количеству импульсов в спектре). Используя метод ЭПА, можно получить ту же информацию, которая получается с помощью УРАФ, но с гораздо худшим разрешением. Однако преимуществом измерений допплеровского уширения является их быстрота и низкая активность источника позитронов. 3. Измерение времени жизни позитронов т, обратно пропорциональное скорости аннигиляции, позволяет определять электронную плотность на позитроне. |
