Materialforschung mit Positronen: Von der Doppler-Spektroskopie zur

atio to anealed Al
1.10
1.05
1.00
Al
10 -20h
20 -30h
50 - 60 h
70 -80h
0.95
56
0 10 20
p L
[10 -3 m 0
c]
Abbildung 2.36: Doppler-Spektren von AA 2024 während der Auslagerung bei Raumtemperatur als Ratio-
Plot. Es sind jeweils 10 Stunden zusammengefaßt. Die Änderungen im Dopplerspektrum der ersten 10
Stunden sind zu groß, um diese Spektren für die HMA aufzuaddieren.
Dabei wurden die Rohdaten von jeweils zehn Stunden Meßzeit aufaddiert. Die Daten der ersten
zehn Stunden konnten nicht sinnvoll addiert werden, da sich die Spektren in der Anfangsphase
zu stark ändern.
Allen vier Spektren gemein ist ein hoher Beitrag der Leerstellen bei niedrigen Impulsen, der
Beitrag von Mg, der zu einem Minimum bei 5 ×10 -3 m 0 c führt, sowie der Beitrag der 3d-
Elektronen des Kupfers (Maximum bei ~10 ×10 -3 m 0 c). Wie es auch die Parameter W und W*
zeigen, nimmt der Anteil von Mg und Cu über die Auslagerungszeit zu.
Das Verständnis von Dopplerspektren einer Legierung ist aber nicht so einfach, da sie im Allgemeinen
nicht durch Linearkombination aus den Spektren der Legierungselemente und der
Matrix zusammengesetzt werden können. Dies gilt besonders dann, wenn die Gitterstruktur
einer ausgeschiedenen Phase von der sie umgebenden Matrix abweicht, oder die Gitterabstände
der umliegenden Matrixatome durch die Ausscheidung verändert werden. Für einen Vergleich
mit numerisch gerechneten Spektren ist es daher nötig, die genaue atomare Konfiguration
einer Modellstruktur, sowie ihre Wechselwirkung auf die umliegenden Matrixatome zu
berücksichtigen.
Im Allgemeinen verändert die Anwesenheit von Fremdatomen die Gitterabstände zu den Matrixatomen
signifikant. Man spricht in diesem Zusammenhang von relaxierten Atompositionen.
Diese können mit einem ab-initio Code, wie z.B. SIESTA [217], selbstkonsistent berechnet
werden. Ebenso wie das oben beschriebene Programmpaket DOPPLER basiert
SIESTA auf der Dichte-Funktional-Theorie [192,193]. SIESTA berechnet aber nur die Valenzelektronen
explizit, während die kernnahen Orbitale zu Pseudo-Wellenfunktionen zusammengefaßt
werden. Die dadurch eingesparte Rechenzeit macht die Berechnung einer größeren
Anzahl von Atomen in realistischen Zeiten überhaupt erst möglich. SIESTA bestimmt