Materialforschung mit Positronen: Von der Doppler-Spektroskopie zur

Der unterschiedliche Verlauf von S- und W-Parameter deutet auf das Vorhandensein von
zwei verschiedenen Positronenfallen hin, zwischen denen Konkurrenz beim Einfang der Positronen
besteht. Deutlicher wird das in der W(S)-Darstellung in Abbildung 2.34, in der die
Meßwerte auf zwei Geraden mit unterschiedlicher Steigung liegen, zwischen denen ein Übergangsbereich
existiert [215].
Die Erhöhung des S-Parameters auf Kosten des W-Parameters während der ersten 10 Stunden
ist ein Hinweis auf die Bildung von Cu-haltigen Clustern, deren Konzentration ansteigt, während
die Konzentration von Cu-Vac Komplexen in der Al-Matrix abnimmt. Das Doppler-
Spektrum von AA 2024 (Abbildung 2.36) zeigt aber auch einen deutlichen Beitrag von Mg,
woraus folgt, daß Mg bei der Clusterbildung ebenfalls eine Rolle spielt.
Der W-Parameter war bisher so definiert, das der Anteil der 3d-Elektronen des Kupfers aus
dem Doppler-Spektrum herausgefiltert wurde. Er läßt sich aber auch ein Parameter W* definieren,
der auf die Annihilation mit Elektronen des Mg sensitiv ist. Wie das Dopplerspektrum
in Abbildung 2.36 zeigt, liegen die dazugehörigen Ereignisse im Impulsbereich zwischen 3
und 7 ×10 -3 m 0 c. Da die Dopplerkurve von Mg unter der von Al liegt, bedeutet ein niedrigerer
Parameter W* einen höheren Anteil der Annihilation mit Mg. Abbildung 2.35 zeigt den Verlauf
von W* mit der Auslagerungszeit. Der Anteil von Mg an der Annihilation nimmt innerhalb
der ersten 20 Stunden deutlich zu und geht nach ca. 60 Stunden in Sättigung.
Der geringe Anteil von Mg zu Beginn der Auslagerung spricht dafür, daß sich keine stabile
Mg-Vac Komplexe bilden, sondern der daß der Anstieg von W* auf den Einfang in Cu-Mg
Co-Cluster mit anhaftenden Leerstellen beruht, deren Konzentration im Laufe der Zeit steigt.
0.982
/ Al
W* W*
0.980
0.978
0.976
0.974
0 20 40 60 80 100 120 140
Auslagerungszeit [h]
Abbildung 2.35: Der Parameter W*, der den Anteil der Annihilation mit Mg im Dopplerspektrum beschreibt,
über die Auslagerungszeit. Da das Doppler-Spektrum von AA 2024 im Impulsbereich zur Bestimmung
von W* unterhalb dem von Al liegt, bedeutet ein niedriger Parameter W* einen höheren Anteil
an Annihilationen mit Mg-Elektronen.
Dies wird durch neuere Elektronen-Strukturrechnungen bestätigt, die eine Abstoßung zwischen
Mg Atomen und Leerstellen in Al zeigen [216]. Würde Mg die Rolle eines Leerstellenfängers
spielen, wie in der älteren Literatur oft angenommen, wäre sein Einfluß direkt nach
dem Abschrecken am größten.
Eine genauere Untersuchung ist nur über das komplette Doppler-Spektrum möglich.
Abbildung 2.36 zeigt vier mit HMA aus den vorherigen Daten gewonnene Doppler-Spektren
relativ zu reinem ausgeheiltem Aluminium [215].
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