طيف‌سنجي طول عمر نابودي پوزيترون در نانوپودرهاي فريت نيكل و اكسيد آهن

Positron annihilation lifetime spectroscopy in nickel ferrite and iron oxide nanopowders

در اين پژوهش طيف سنج طول عمر نابودي پوزيتروني راه اندازي و توان تفكيك آن بهينه شد. اين طيف سنج از نوع سريع-كند بوده و داراي توان تفكيك زماني 250psاست. براي تحليل طيف طول عمر نابودي پوزيترون به دست آمده و استخراج مولفه­ هاي طول عمر و شدت­ هاي آن­ها از نرم افزار پاسكوال استفاده شده است. توليد پوزيترون ها از يك چشمه­ي راديواكتيو 22NaCl به شدت 20 ميكروكوري كه در ورق مايلاري به ضخامت 7 ميكرومتر بسته بندي شده، مي­ باشند. به منظور تعيين تصحيحات مربوط به چشمه، اندازه گيري طيف طول عمر پوزيترون در قطعه ­هاي آلومينوم بدون عيب و ورق­ هاي مايلار انجام شدند. طيف طول عمر نابودي پوزيترون در نانوپودرهاي فريت نيكل و اكسيد آهن اندازه ­گيري گرديدند. كوتاه­ترين مولفه به نابودي پوزيتر ن­هاي ناجايگزيده در نمونه نسبت داده شد.مؤلفه طول عمر مياني ناشي از نابودي پوزيترون در حفره­هاي كاتيوني هشت وجهي و چهاروجهي در ساختار اسپينل نمونه­ ها و مقداري هم به نابودي پوزيترون در سطح نانوذرات و خوشه­ هاي حفره­­اي نسبت داده شد. بلندترين مؤلفه طول عمر ناشي از نابودي pick-off اورتوپوزيترونيم در حفره هاي بزرگ بين ذرات پودرها مي­ باشد.

In this study, a positron annihilation lifetime spectrometer was set up and its resolution was optimized. The spectrometer is a fast-slow arrangement with time resolution of 250 ps. To obtain lifetime components and their intensities from analyzing positron annihilation lifetime spectrum, the Pascual software is used. Positrons are from a source of radioactive 22NaCl with 20 μCi activity enclosed in 7μm thick Mylar foil. The source correction to lifetime components and their intensities were carried out though measurements on defect-free Aluminum samples and Mylar foils. The positron annihilation lifetime spectrum in nickel ferrite and iron oxide nanopowders were measured. The shortest component was attributed to the annihilation of nonlocalized positrons in the samples. The intermediate lifetime is due to annihilation of positron in octahedral and tetrahedral cationic vacancies in the spinel structure and to annihilation of positrons in the surface of nanoparticles and vacancy clusters. The longest component is attributed to the annihilation of orthopositronium atoms formed in the large free volumes in the intergranular regions of the nanoparticles through ‘‘pick-off” process