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Studies of atomic diffusion in NiPt by x-ray photon correlation spectroscopy
Markus Stana
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Betreuer*in
Bogdan Sepiol
DOI
10.25365/thesis.15164
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-30455.57535.301262-0
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die thematische Auseinandersetzung mit Diffusionsmechanismen ist von allgemeiner Wichtigkeit, da sie uns hilft, ein besseres Verständnis der Prozesse in der uns umgebenden Materie zu gewinnen. Ein Erfassen dieser Prozesse führt zu einer Verbesserung technischer Anwendungen. Wirtschaftlich gesehen hilft es beispielsweise den Ausschuss bei der Produktion von dotierten Halbleitern und die Herstellungskosten für Hochleistungsstahl zu verringern. Aus wissenschaftlicher Sicht gesehen ist Diffusion jedoch schlichtweg faszinierend.
X-ray photon correlation spectroscopy (zu deutsch Röntgen-Photonen- Korrelations-Spektroskopie) ist eine Methode, die es uns erlaubt Diffusion auf atomarer Skala zu untersuchen. Obwohl der theoretische Hintergrund, dessen Grundlagen von Van Hove vor über einem halben Jahrhundert aufgestellt wurden, Experimente schon länger zugelassen hätte, waren solche aufgrund unzureichender technischer Voraussetzungen nicht möglich. Das erste erfolgreiche Experiment mit einer zweiatomigen Legierung wurde erst vor vier Jahren durchgeführt [Leitner et al., 2009]. Die kontinuierliche Weiterentwicklung von Röntgenquellen mit einer zunehmend höheren Intensität wird jedoch mehr und mehr Systeme zugänglich machen.
In dieser Arbeit wurde ein Nickel-Platin System untersucht. Nach einer kurzen Einführung in die Theorie werde ich die Eckpfeiler eines erfolgreichen Experiments behandeln. Nachdem es erstrebenswert ist, einkristalline Proben für das Experiment zu verwenden, werde ich eine kurze Beschreibung der Herstellungsprozesse geben. Außerdem werde ich mich mit der Möglichkeit der Untersuchung von polykristallinen Proben auseinandersetzen. Um eine Vergleichsbasis zu schaffen, wurde ein Programm zur Simulation von Diffusionsprozessen auf einer sehr einfachen physikalischen Basis geschrieben, welches ich vorstellen werde. Auch das Experiment an sich, mit seinem Aufbau und den technischen Voraussetzungen wird beschrieben. Der abschließende Teil wird der Auswertung der Daten gewidmet.
Abstract
(Englisch)
Understanding diffusion mechanisms is important, as it helps us to gain a better knowledge of the processes taking place in the surrounding matter. Grasping these processes can lead to an improvement of technical applications. From a commercial point of view it helps to reduce the rejections when manufacturing doped semiconductors and to find cheaper ways to fabricate heavy duty steels. Either way, diffusion is simply fascinating from a scientific point of view.
X-ray photon correlation spectroscopy is a method which allows us to observe diffusion at an atomic scale. Although the theoretical background, with its basics stated by Van Hove over half a century ago, would have allowed for experiments to be conducted for quite a while now, the technical requirements did not. The first successful experiment on a binary alloy was conducted just about four years ago [Leitner et al., 2009]. As X-ray sources with an ever higher intensity are developed, however, more and more systems will become available for examination.
In this thesis a nickel-platinum system was investigated. After a short introduction of theoretical foundations I will try to lay the cornerstones for a successful experiment. As the samples used in the experiment are desired to be single crystals, I will give a specification of the manufacturing processes. I will also deal with the possibility of investigating a polycrystalline sample. For reasons of comparability a program was written to simulate diffusion processes in a very simple frame, which will be introduced. Also the experiment per se with its setup and technical requirements will be discussed. The last part will provide data evaluation.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
atomic diffusion XPCS nickel platinum
Schlagwörter
(Deutsch)
atomare Diffusion XPCS Nickel Platin
Autor*innen
Markus Stana
Haupttitel (Englisch)
Studies of atomic diffusion in NiPt by x-ray photon correlation spectroscopy
Paralleltitel (Deutsch)
Untersuchung atomarer Diffusion in NiPt mit Röntgen-Photonen-Korrelations-Spektroskopie
Publikationsjahr
2011
Umfangsangabe
VIII, 83 S. : Ill.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Bogdan Sepiol
AC Nummer
AC08819241
Utheses ID
13605
Studienkennzahl
UA | 411 | | |