고강도 저속양전자 빔의 발생 및 재료평가에의 응용

전문가 제언

○ 양전자(e+)는 불안정한 원자핵 내의 양성자(p)가 중성자(n)로 변환될 때, 중성미자(ν)와 함께 핵 외로 방출된다(핵 반응식: p → n + e+ + ν). 양전자는 전자의 반입자로써 진공 중에서는 안정하게 존재할 수 있으나 전자와 만나면 수백ps 내에 소멸하면서 에너지 0.511MeV의 감마선 2개가 서로 반대 방향으로 방사(放射)된다. 이러한 현상을 양전자소멸(positron annihilation)이라 한다. 양전자소멸 분광기술은 재료의 물성연구에 매우 유용하게 응용되고 있다

○ 수명.운동량 상관측정법(AMOC)에서는 양전자의 수명과 운동량을 동시에 측정함으로써 재료의 물성을 심도(深度) 있게 연구할 수 있다. 감마선의 운동량분포를 양전자 수명의 함수로 분석함으로써 재료의 표면과 내부에서의 전자 운동량분포를 동시에 이해할 수 있다. 그러나 반대로, 양전자의 수명을 운동량의 함수로 표현하면 전자의 운동량과 수명의 상관성을 직접 파악할 수 있다. 양전자의 수명측정에서는 전형적으로 고속 동시계수장치가 사용된다.

○ 재료의 표면이나 계면의 결함을 연구하기 위해서는 양전자의 에너지를 낮게 조절할 필요가 있다. 또한 양전자의 에너지를 변화시킴으로써 깊이(depth)의 함수로 결함을 분석할 수 있다는 장점을 재료평가에 적용할 수 있어야 한다. 그러나 에너지가 높은 양전자는 침투 깊이가 깊어서 박막이나 표면근처에서의 물성연구에 적용될 수 없다는 것을 인지해야 할 필요가 있다. 여기서, 양전자의 소멸 전후에 에너지와 운동량은 보존됨을 이해해야 한다.

○ 국내에서의 시간분해능 μs 정도의 저속 동시계수장치는 미국에서의 시간분해능 수백 ps의 고속 동시계수장치와 비교하면 방사능 측정에서 동시계수기술의 격차가 너무 크다. 이러한 관점에서, 양전자 수명측정 장치에 관한 선진기술의 검토를 위하여 다음의 참고문헌을 추천한다. 〔J. M. Urban­Klaehn, C. A. Quarles, "Positron annihilation spectrosco- py of sandstone and carbonate rocks", Journal of Applied Physics, 86(1), 1999, pp.355~363.〕

저자

SUZUKI, Ryoichi

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2005

권(호)

43(3)

잡지명

광기술콘택트(N140)

과학기술
표준분류

재료

페이지

147~153

분석자

황*태

분석물

• 고강도 저속양전자 빔의 발생 및 재료평가에의 응용.pdf [236,006 byte]

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