Bestrahlung eines Materials, um es neu anzuordnen

Bestrahlt man ein Material mit Nuklearpartikeln, wird das Material üblicherweise stark beschädigt. In Nuklearreaktoren führen die bestrahlungsbedingten Kollisionen zu einer Unordnung der Kristallstruktur und ändern die mechanischen und chemischen Eigenschaften der inneren Strukturen des Reaktors.

Es gibt jedoch Ausnahmen. Französischen Forschern des CNRS und der CEA (Zentrum für Atomenergie), in Zusammenarbeit mit deutschen Forschern des FZ-Rossendorf in Dresden, ist es überraschenderweise gelungen, die bestrahlungsbedingte chemische Anordnung eines metallischen Materials vorauszusagen.

Eine einfache Legierung mit 2 Komponenten, A und B, mit einer bestimmten Kristallstruktur (z.B. kubisch) hat normalerweise zwei Formen: eine chemisch ungeordnete Form mit einer zufälligen Anordnung der A und B Atome, und eine chemisch geordnete Form, bei der die A und B Atome bestimmte relative Positionen haben. Üblicherweise erreicht man die geordnete Form durch Erhitzung mit ausreichenden Temperaturen (zwischen 600°C und 1000°C), so dass Leerstellen im Kristall entstehen und die A und B Atome ihre Plätze tauschen können. Die Forscher haben nun nachgewiesen, dass man das selbe Ergebnis durch Bestrahlung erreichen kann: Leerstellen werden vom Strahl geschaffen und Atome wechseln ihre Plätze, wobei sich dieser Prozess bei niedriger Temperatur vollzieht. Durch genaue Kontrolle der Parameter des Strahls bei nur 200-300°C wird eine Relaxation des Systems nach seinem stabileren geordneten Zustand ermöglicht.

Diese Idee wurde bereits Anfang der 60er Jahre vom französischen Nobelpreisträger Louis Néel vorgeschlagen und geriet anschließend wieder in Vergessenheit. Die französischdeutsche Kooperation entwickelte eine Technik, die die Anordnung von Eisen-Platin (FePt) und Eisen-Palladium (FePd) Legierungen schrittweise induziert. Diese Legierungen haben Eigenschaften, die von großem Interesse für die zukünftigen Medien bezüglich der ultradichten magnetischen Informationsspeicherung sind. Numerische Simulationen ermöglichen die Modellierung ganzer Anordnungsmechanismen und ebenso diese Legierungen bei niedriger Temperatur nach ihrer Synthese zu verändern. Ein weiterer Anwendungsbereich ist die Herstellung von ultraharten Schichten zur Oberflächenbehandlung.

Kontakt:

Harry Bernas
Centre de spectrométrie nucléaire et de spectrométrie de masse
91405 ORSAY, Frankreich
Tel: +33 1 69 15 52 22
Fax: +33 1 69 15 50 08
bernas@csnsm.in2p3.fr

Media Contact

Jean-Michel Nataf Physikal Review Letters

Weitere Informationen:

http://www-csnsm.in2p3.fr

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie

Von grundlegenden Gesetzen der Natur, ihre elementaren Bausteine und deren Wechselwirkungen, den Eigenschaften und dem Verhalten von Materie über Felder in Raum und Zeit bis hin zur Struktur von Raum und Zeit selbst.

Der innovations report bietet Ihnen hierzu interessante Berichte und Artikel, unter anderem zu den Teilbereichen: Astrophysik, Lasertechnologie, Kernphysik, Quantenphysik, Nanotechnologie, Teilchenphysik, Festkörperphysik, Mars, Venus, und Hubble.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreiben Sie einen Kommentar

Neueste Beiträge

Evolutionäre Ursprünge des Appetits

Kieler Forschungsteam zeigt am Beispiel des Süßwasserpolypen Hydra, wie schon Lebewesen mit sehr einfachen Nervensystemen die komplexe Koordination des Sättigungsgefühls und damit zusammenhängende Verhaltensweisen regulieren. Im Laufe der Evolution haben…

Österreichischer Minisatellit OPS-SAT verglüht nach erfolgreicher Mission

Viereinhalb Jahre lang fungierte der an der TU Graz gebaute Nanosatellit als fliegendes Labor im All, um missionskritische Software, Betriebskonzepte und neue Technologien zu erproben. Am 18. Dezember 2019 war…

Ein Pilz verwandelt Zellulose direkt in neuartige Plattformchemikalie

Ein neues Verfahren zur Massenproduktion von erythro- Isozitronensäure aus Abfällen könnte die Substanz zukünftig für die Industrie interessant machen. Der Pilz Talaromyces verruculosus kann die vom Markt bisher wenig beachtete…

Partner & Förderer