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CDBS

Koinzidentes Doppler-Verbreiterungsspektrometer

Das von der Technischen Universität München betriebene Koinzidente Doppler-Verbreiterungsspektrometer (CDBS), das bei NEPOMUC angeschlossen ist, ermöglicht die Detektion von offenen Volumendefekten und deren chemische Umgebung. Defektverteilungen können in 3D durch seitliches Scannen mit dem energievariablen Positronenstrahl abgebildet werden.

Die Doppler-Verbreiterung der 511 keV Annihilationslinie enthält Informationen über die Elektronenimpulsverteilung am Ort der Positronenannihilation. Da in offenvolumigen Defekten die Wahrscheinlichkeit der Zerstrahlung von kernnahen Elektronen sinkt, wird dort eine schmalere Annihilationslinie als im ungestörten Kristall gemessen. Aus diesem Grund kann DBS mit dem monoenergetischen Positronenstrahl Defektprofile, energieabhängige 2D-Abbildungen von Defektverteilungen und das Ausheilen von Defekten als Funktion der Temperatur untersuchen. Zusätzlich wird CDBS angewendet, um Elementinformationen am Ort der Positronenannihilation zu sammeln und damit die chemische Umgebung der Defekte zu bestimmen.

Technische Daten

Strahleigenschaften

  • Positronenimplantationsenergie: E = 0.2 – 30 keV
  • Durchschnittliche Positronenimplantationsenergie: bis zu einige µm (Material-abhängig)
  • Strahlgröße: regelbar zwischen 0.3 – 3 mm Ø

2D x-y-Scans

  • Scanbereich: 20 × 20 mm2
  • Schrittgröße justierbar zwischen 0.1 und 10 mm

Hochreine Ge-Detektoren

  • 30 % Effizienz
  • Energieauflösung: 1.4 keV bei 477.6 keV

Probe

  • Probengröße
    • optimale Größe 6 × 6 mm2, Dicke: 0.1 – 1 mm
    • im Allgemeinen: 0.5 × 0.5 × 0.01 mm3 – 20 × 20 × 3 mm3
  • Optimum: 4 Proben pro Probenhalter: < 10 × 10 mm2
  • Temperatur: 100 K – 900 K

Typische Messzeiten

  • DBS: ~ 1 – 2 min / Spektrum
  • DBS: ~ 8 h kompletter 2D Übersichts-Scan (mit Δx = Δy = 1 mm)
  • DBS: ~ 1 h Tiefenprofil (t = 2 min, 30 Energiewerte)
  • CDBS: ~ 4 – 6 h/Spektrum CDBS

Instrumentwissenschaftler

Dr. Christoph Hugenschmidt
Telefon: +49 (0)89 289-14609
E-Mail:

CDBS
Telefon: +49 (0)89 289-14774

Betreiber

TUM

Zitierung Instrument

Heinz Maier-Leibnitz Zentrum. (2015). CDBS: Coincident Doppler-broadening spectrometer. Journal of large-scale research facilities, 1, A23. http://dx.doi.org/10.17815/jlsrf-1-50

Zitat bitte stets einschließlich DOI.

Galerie

CDBS
CDBS
© W. Schürmann, TUM

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