Untersuchung von Einzelausscheidungen in Aluminiumlegierungen ...

2.4. POSITRONENSPEKTROSKOPIE 51
Abbildung 2.13: Schematische Darstellung der Observablen der Positronen-
Annihilations-Spektroskopie (PAS). Ein Positron aus einer radioaktiven Quelle
oder einem Teilchenstrahl dringt in die Probe ein, thermalisiert innerhalb weniger
Pikosekunden, diffundiert durch das Gitter und zerstrahlt schließlich mit
einem Elektron der Probe. Der Zerstrahlungsort beeinflusst über den dortigen
Elektronenimpuls und die Elektronendichte die Observablen. Die Zeitdauer Δt
zwischen der Emission eines prompten γ-Quants und dem Annihilationsquant
wird bei Messungen der Positronenlebensdauer τ e + bestimmt. Die Dopplerverschiebung
ΔE = ±p L c/2 wird durch die longitudinale Impulskomponente p L hervorgerufen
und gewöhnlich durch den S-Parameter dargestellt. Der transversale Elektronimpuls
p T verursacht eine Abweichung von der Antiparallelität der emittierten
Gamma-Quanten und wird bei Experimenten zur gestörten Winkelkorrelation
ΔΘ = p T /m 0 c genutzt, nach [Klo07].
zu den Elektronen aufweist, hängt die Annihilationsrate
Γ = σvn e ∝ n e (2.27)
des langsamen Positrons vom Wirkungsquerschnitt der 2-γ-Zerstrahlung σ
(σ ∝ 1/v) und von der Elektronendichte n e ab. Die Positronenlebensdauer
τ ≡ 1/Γ ist somit unabhängig von der Geschwindigkeit v und umgekehrt proportional
zur Elektronendichte n e am Zerstrahlungsort. Die Lebensdauer des
Positrons ist also wesentlich von der Elektronendichte n e an dem Annihilationsort
bestimmt und wird üblicherweise mit einer zeitauflösenden Fast-Slow-
Koinzidenz gemessen [Leo92]. Unterschiedliche Fehlstellentypen wie Leerstellen,
Versetzungen oder Ausscheidungen führen zu einer unterschiedlichen
Lebensdauer. Typische Werte der Positronenlebensdauer τ e + in defektfreien
dichtest gepackten Metallen liegen zwischen 100 und 160 ps, während sie