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CDBS

Koinzidentes Doppler-Verbreiterungsspektrometer

Das an NEPOMUC Koinzidente Doppler-Verbreiterungsspektrometer (CDBS) ermöglicht die Detektion von leerstellenartigen Defekten und deren chemische Umgebung. Defektverteilungen können in 3D durch 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 geringer als im defektfreien Gitter ist, wird dort eine schmalere Annihilationslinie als im ungestörten Kristall gemessen. Aus diesem Grund lassen sich mit 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 (materialabhängig)
  • Strahlgröße: regelbar zwischen 0.03 – 3 mm Ø
2D x-y-Scans
  • Scanbereich: 20 × 20 mm2
  • Schrittgröße typisch zwischen 0.01 und 10 mm
Hochreine Ge-Detektoren
  • 30 – 35 % 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

Prof. Dr. Christoph Hugenschmidt
Telefon: +49 (0)89 289-14609
E-Mail: christoph.hugenschmidt@frm2.tum.de

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

Betreiber

TUM

News

Successful ErUM-Pro proposals

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Research with positrons

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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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