Dynamic behavior of Fe-57 atoms in solid Ar and solid Xe

Abstract

The Fe-57 Moessbauer spectra in the solid Ar at different temperature between 5 and 30 K for the specimens with different thickness of 0.2, 0.8 and 1mm were obtained. It was clearly seen that the line width of the singlet increases not only with increasing temperature, but also with increasing the thickness of specimens. In addition, the spectra became broader with increasing the measuring time. The implantation depth and the dose of Fe-57 atoms and even the quality of the crystals were supposed to be quite identical for all the spectra corresponding to the different thickness. Therefore, the observed line broadening can not be attributed to the defects produced during the Fe slowing down process, but rather to a charge-up effect introduced by the highly ionic Fe-57. The accumulated charges may cause an electric field to the Fe-57 ions, leading to an enhancement of the atomic jumps.

厚さ0.2、0.8および1mmの試料について5?30Kの温度の固体ArにおけるFe-57メスバウアースペクトルを得た。1重項のスペクトル線幅は温度の上昇とともに増大するだけでなく、試料の厚さの増大にともなって増大することがはっきりした。さらに、スペクトルは測定時間の増加にともなって幅広くなった。Fe-57原子の注入深さおよび線量並びに結晶の品質は異なった厚さに対応するすべてのスペクトルに対して全く同等であると考えられる。したがって、観測されたスペクトル線幅の広がりはFe減速過程の間に生成される欠陥によるものではなく、高イオンFe-57によりもたらされる帯電効果によるものと考える。電荷の蓄積はFe-57イオンに電場を発生させ、これが原子ジャンプの増大をもたらすと考える事が出来る。