A pozitron-annihilációs spektroszkópia az
elmúlt évtizedekben a "nukleáris szondás"
anyagszerkezeti vizsgálati módszerek egyik széleskörűen
alkalmazható eljárásává érett.
Az annihiláció során keletkező
-sugárzás
regisztrálása méréstechnikailag rutinszerűen
megoldható feladat, ugyanakkor a
-kvantumok energia- és
impulzusviszonyainak meghatározásából
olyan, a tanulmányozott minta elektronszerkezetével
és - közvetve - kristálystrukturájával
kapcsolatos információ nyerhető, mely más
módszerek alkalmazásával nem elérhető.
A jellemző annihilációs paraméterek
(élettartam, relativ intenzitás, a
-kvantumok
szög- és
energiaeloszlása, a 2
-annihiláció során
keletkező 0.511 keV energiájú annihilációs
csúcs Doppler-kiszélesedésének mértéke)
jól kapcsolatba hozhatók meghatározott elektronállapotokból
kiragadott elektronokkal kialakuló annihilációs
csatornákkal, melyek létrejötte, versengése,
kontrollált fiziko-kémiai behatásokra bekövetkező
változásai lehetőséget biztosítanak
a tanulmányozott minta bizonyos -elektronszerkezet-változások
által is tükrözött - szerkezeti változásainak
vizsgálatára. Alacsonyabb elektronsűrűségű
környezetből végbemenő annihiláció
hosszabb pozitron-élettartamok megjelenésében
nyilvánul meg, s könnyen beláthatóan
az elektronsűrűség növekedése az
élettartamok rövidülését eredményezi.
A kondenzált rendszerekben tapasztalható 0.2 ns
- 2 ns hosszúságú élettartam-értékek
mellett mikropórusokat tartalmazó zeolitokban és
igen kis szemcseméretű kristályokból
álló mikrokristályokban a szokásos
"csapdába esett", s a fenti élettartamokat
mutató pozitronok állapotain kívül 20-140
ns élettartamú annihilációs csatornák
is megnyílnak, melyek magyarázata az, hogy a mikroszemcsés
kondenzált rendszerben a környezettel gyengén
kölcsönható orthopozitrónium (o-Ps) tud
kialakulni. Ezen kölcsönhatás tipusa (pl. mágneses
quenching, konverzió, elektron-csere, stb.) és erőssége
megállapítható egyrészt az élettartam-jellemzők
módosulásából, másrészt
abból a változásból, amely az annihiláció
során keletkező
-sugárzás energiaeloszlásában
észlelhető: az o-Ps szétsugárzása
3
-annihiláció, míg lényegében minden
más pozitron-illetve Ps-állapot annihilációja
2
-szétsugárzás
útján megy végbe. Kimutatható, hogy
a 3
-annihiláció észlelésére
megnövelt érzékenységű, általunk
kidolgozott mérési módszer igen érzékeny
az o-Ps -járulék meghatározására,
ami lehetőséget nyújt a mikropórusos
szerkezetekben a belső felületeken lejátszódó
Ps-reakciók, így ezen felületek vizsgálatára.
Néhány jellemző mérési eredmény ismertetésével és értelmezésével képet adunk a módszer alkalmazhatóságáról és távlatairól is.