Freiburg 1999 – wissenschaftliches Programm

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HK: Physik der Hadronen und Kerne

HK 55: Plenarsitzung

HK 55.3: Hauptvortrag

Freitag, 26. März 1999, 10:15–11:00, P

Radioaktive Isotope - Detektive der Festkörperphysik — •D. Forkel-Wirth — CERN, CH-1211 Genf 23

Bereits vor etwa 80 Jahren wurden zum ersten Mal radioaktive Isotope zu Untersuchungen in der Festkörperphysik eingesetzt, und zwar als Tracer für Diffusionsexperimente. Heutzutage werden etwa 100 verschiedene, radioaktive Isotope für zahlreiche, unterschiedliche Meßtechniken benutzt - die Palette reicht dabei von ⁸Li bis ²¹³Fr. Metalle, Isolatoren, Halbleiter oder Supraleiter werden mit diesen Atomen dotiert, die dann entweder als mikroskopische Sonden zur Untersuchung elektrischer und magnetischer Felder im Kristall oder als eindeutig markierte Tracer zur Erforschung von Fremdatomeigenschaften dienen.

Der Schwerpunkt der “radioaktiven Festkoerperphysik” liegt auf der Untersuchung von Gitterfehlern und Fremdatomen in Halbleitern. So beschäftigen sich die Experimente beispielsweise mit der Diffusion von Wasserstoff in III-V-Halbleitern oder mit dem sehr effizienten Transmutationsdotieren von II-VI-Halbleitern. Radioaktive Atome werden in elektrischen und optischen Methoden wie der Deep-Level-Transient-Spektroskopie oder der Photolumineszenz-Spektroskopie als Tracer verwendet, um das zu untersuchende Fremdatom durch seine radioaktive Zerfallskonstante eindeutig zu markieren.

Die Produktion von zahlreichen verschiedenen Isotopen mit teilweise sehr hohen Intensitäten am On-Line Massen-Separator ISOLDE ist maßgebliche Ursache für ein verstärktes Interesse an Festkörperphysik mit radioaktiven Isotopen und führte zu einer beeindruckenden Zunahme ihrer Anwendungen.