The jump mechanism of self-interstitials in pure iron

Abstract

The in-beam Moessbauer spectroscopy using the Fe-56(d,p)Fe-57 reaction by a deuteron beam from the RIKEN (Institute of Physical and Chemical Research) AVF (Azymuthally Varying Field) Cyclotron is opening a possibility to study the elementary jump process of self interstitials in a pure single crystal iron. In order to determine the jump vectors of the interstitial Fe-57 atoms, the angular dependence of Moessbauer spectrum was measured at different crystal orientations. In the present investigation, by making a thinner sample as thin as 100 micrometer, it was possible to measure Moessbauer spectra without any deuteron accumulation. The angular dependent Moessbauer spectra at 400 and 150 K were fitted using two six-lines: one component with a larger magnetic splitting corresponds to the substitutional Fe, and the other with a smaller magnetic splitting corresponds to Fe atoms on a defect site. It may be possible to compare the area intensities of defect components as a function of the angle with those predicted from different jump models.

RIKEN(理化学研究所)AVF(周回変動磁場型)サイクロトロンからの重陽子ビームによるFe-56(d,p)Fe-57を用いたインビーム・メスバウアースペクトロスコピーは純粋な単結晶鉄における自己格子間入の基本的ジャンプ過程を研究する可能性を与えている。間入Fe-57原子のジャンプベクトルを決定するために、異なった結晶配向においてメスバウアースペクトルの角度依存性を測定した。今回の研究では、厚さ100マイクロメートルの薄い試料を作成することによって、重陽子蓄積なしにメスバウアースペクトルを測定することができた。400および150Kでの角度依存のメスバウアースペクトルは2種類の6線を用いて適合させることができた。大きい磁気スプリッティングをもつ一方の成分は置換Feに対応し、小さい磁気スプリッティングをもつ他方の成分は欠陥の位置におけるFe原子に対応する。角度の関数としての欠陥成分の面積強度を他のジャンプモデルから予測された結果と比較することができると考える。