Optimalizace a testování svazku pomalých pozitronů

• Název práce v češtině: Optimalizace a testování svazku pomalých pozitronů
• Název v anglickém jazyce: Optimization and testing of slow positron beam
• Klíčová slova: anihilace pozitronů, svazek pozitronů s laditelnou energií, studium defektů
• Klíčová slova anglicky: positron annihilation, variable energy slow positron beam, defect studies
• Akademický rok vypsání: 2018/2019
• Typ práce: diplomová práce
• Ústav: Katedra fyziky nízkých teplot (32-KFNT)
• Vedoucí / školitel: prof. Mgr. Jakub Čížek, Ph.D.
• Konzultanti: RNDr. Ivan Procházka, CSc.

Zásady pro vypracování

1. Seznámit se s problematikou svazků pomalých pozitronů, především s konstrukcí moderátoru pozitronů a systémem vedením svazku.
2. Provést návrh magnetického vedení svazku pozitronů budovaného na KFNT MFF UK.
3. Provést testy a optimalizaci moderátoru pozitronů a systému magnetického vedení a fokusace svazku.
4. Provést testovací měření vybraných tenkých vrstev na vybudovaném svazku pomalých pozitronů.
5. Sepsat diplomovou práci.

Seznam odborné literatury

1. P.J. Schultz, K.G. Lynn, Rev. Mod. Phys. 60, 701-779 (1988).
2. M. J. Puska, R.M. Nieminen, Rev. Mod. Phys. 66, 841-897 (1994).
3. Positron Spectroscopy of Solids, Eds. A. Dupasquier and A.P. Mills, Jr., IOS Press, Amsterdam, 491 (1995).

Předběžná náplň práce

Pozitronová anihilační spektroskopie je moderní metoda pro studium defektů v pevných látkách. Jedná se o nedestruktivní metodu s vysokou citlivostí k defektům spojených s volným objemem, jako např. vakance, dislokace, hranice zrn atd. Pozitronová anihilační spektroskopie využívá pozitron jako sondu ve studovaném materiálu a umožňuje proto studium mikrostruktury na atomové úrovni. V současné době se pro studium defektů v pevných látkách používá několik různých technik založených na měření fyzikálních veličin souvisejících s anihilací pozitronu. Svazek monoenergetických pozitronů s laditelnou energií je nejsofistikovanější z těchto technik založených na pozitronové anihilaci. Svazky pozitronů využívají tzv. pomalé pozitrony moderované pomocí vhodného moderátoru. Narozdíl od tzv. rychlých pozitronů emitovaných beta+ zářičem, jsou pomalé pozitrony prakticky monoenergetické (s energií jen několika eV). Ve svazku monoenergetických pozitronů s laditelnou energií je možné pomalé pozitrony urychlit na různé energie a měnit tak hloubku průniku pozitronů do studovaného vzorku. Pomocí svazku pozitronů je proto možné studovat hloubkový profil defektů, mikrostrukturu tenkých vrstvev a multi-vrstev a fyzikální vlastnosti povrchů.
Svazek monoenergetických pozitronů s laditelnou energií je v současné době budován v laboratoři pozitronové anihilace na KFNT MFF UK. Cílem této práce je optimalizace moderátoru pozitronů, který představuje nejvíce delikátní část celého zařízení. V této práci bude vyvinut a prakticky odzkoušen moderátor pozitronů s optimálními parametry pro budovaný svazek. Dále bude optimalizováno magnetické vedení svazku a jeho fokusace na měřený vzorek.