Münster 1999 – wissenschaftliches Programm

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M: Metallphysik

M 17: Diffusion II

M 17.9: Vortrag

Dienstag, 23. März 1999, 17:45–18:00, S 9

Messung der Selbstdiffusion in Lithium bei tiefen Temperaturen mittels ERDA — •H.D. Carstanjen, O. Wieland und A. Seeger — MPI für Metallforschung, Heisenbergstr. 1, 70569 Stuttgart

Die Messung der Selbstdiffusion in Festkörpern erfolgt üblicherweise über die Ausmessung von Tiefenprofilen von meist radioaktiven Traceratomen mittels Schichtenteilung. Bei der hier vorgestellten ERDA-Methode (Elastic Recoil Detection Analysis) werden die zu untersuchenden Traceratome mittels hochenergetischer Ionen aus dem Festkörper herausgestoßen. Eine Analyse der Energie dieser Rückstoßteilchen erlaubt die Messung von Tiefenprofilen, wodurch die Schichten-Teilung entfällt, eine Massenanalyse die Identifizierung der Traceratome. Auf diese Weise lassen sich insbesondere auch stabile Isotope analysieren. Da mittels ERDA vorzugsweise oberflächennahe Schichten gut analysiert werden können, lassen sich auch sehr kleine Diffusionskoeffizienten (bis 10⁻²⁴ m²/s) bestimmen. Die Methode wird hier zum ersten Mal zur Untersuchung der Selbstdiffusion in Festkörpern eingesetzt. Als Beispiel diente die Diffusion von ⁷Li in natürlichem Lithium im Temperaturbereich 100 K bis 220 K. Bei tiefen Temperaturen wird dabei eine Anomalie beobachtet, die mit der Erzeugung von Frenkelpaaren durch den martensitischen Phasenübergang bei etwa 70 K in Zusammenhang gebracht wird.