بررسي عيوب تهي جا در نمونه هاي پودري و قرص فريت نيكل با استفاده از طيف سنجي طول عمر پوزيترون

Investigation of vacancy type defects in powders and plates nickel ferrite samples using Positron Lifetime Spectroscopy

مواد بس بلور با پرس كردن بلورك هاي كوچك، تحت فشار زياد تهيه مي شوند. در اين كار مطالعه ي بس بلورهاي NiFe2O4 با استفاده از طيف سنجي طول عمر پوزيترون گزارش شده است. اثر پرس كردن و پخت دادن بر روي ويژگي هاي عيوب مطالعه شده است. مولفه هاي طول عمر پوزيترون بين ps 132 تا ps 328 و مولفه هاي با طول عمر زياد (ns 2) در نمونه هاي پودري و پرس شده مشاهده شدند. اما براي نمونه هاي پودري پرس شده پخت داده شده مولفه اي با طول عمر زياد مشاهده نشد. طول عمر 1 به پوزيترون هايي كه در حفره ها گيراندازي نمي شوند و سهم كوچكي هم ناشي از زمان هاي باقيماندن حالت هاي بلوخ پوزيترون هاي گيراندازي شده نسبت داده شد. طول عمر 2 به گيراندازي پوزيترون در حجم هاي آزاد هم اندازه با حفره موجود در سطوح بين بلورك ها و نابودي پوزيترون در ميكرو حفره هاي بين تقاطع سطوح مربوط است. مولفه هاي با طول عمر زياد تشكيل اورتو پوزيترونيوم (O-Ps) در حفره هاي بزرگ را نشان مي‌دهد. بنابراين طيف سنجي طول عمر پوزيترون در مواد بس بلور به صورت ابزاري ويژه براي مطالعه ي ساختارهاي بين سطوح و داخل بلورك در جامدات ظاهر مي شود

Polycrystalline materials are prepared by compacting very small crystallites under high pressures. In this work, the investigation of NiFe2O4 polycrystals by positron lifetime spectroscopy is reported. The influence of the compacting pressure and thermal annealing on the properties defects was studied. The positron lifetimes are between 132 ps and 328 ps. A long-lived component (2 ns) has been observed in powders and compacting powders samples. But for thermal annealing compacting powders the long-lived component is not observed. The lifetime 1 is attributed to the positrons that do not get trapped by the vacancy defects within samples and due to the small contributions from Bloch state residence time of trapped positrons. The lifetime 2 is ascribed to positron trapping in vacancy-size free volumes in the crystallite interfaces and positron annihilation in microvoids at the intersections of interfaces. The long-lived component indicates ortho-positronium (O-Ps) formation in larger voids. Hence, positron lifetime spectroscopy on polycrystalline materials appears to supply a specific tool for studying the interfacial and inside of crystallite structures in solids.