Seydişehir Alüminasında Gözlemlenen Feding Olayının Tünel Mekanizması ile Açıklanması

Transkript

1 Seydişehir Alüminasında Gözlemlenen Feding Olayının Tünel Mekanizması ile Açıklanması Erdem UZUN 1, Yasemin YILDIZ YARAR 2, A. Necmeddin YAZICI 3 1 Karamanoğlu Mehmetbey Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü, KARAMAN 2 Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen-Edebiyat Fakültesi, Fizik Bölümü, Esenler-İSTANBUL 3 Gaziantep Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Fizik Mühendisliği Bölümü, Şehitkamil-GAZİANTEP

2 İçerik Çalışmanın özeti Feding olayı Deneysel çalışmalar Sonuçlar Tartışmalar

3 ÖZET Bilindiği gibi termolüminesans olaydan faydalanılarak radyasyon dozları ölçülebilmekte ve malzemelerin yaş tayini yapılabilmektedir. Bu ölçümlerde kullanılan esas veri, malzemenin ışıldama eğrisi ve onun karakteristiğidir. Bu nedenle ışıldama eğrisinin ölçümünde yapılacak hatalar, doğrudan hesaplama belirsizliklerini arttıracak ve sonuçların güvenilirliğini olumsuz yönde etkileyecektir. Bu nedenle kullanılan malzemenin feding özelliklerinin bilinmesi, ışıldama eğrilerinin doğru bir şekilde ölçülmesine yardımcı olmaktadır. Bu çalışmada, Seydişehir alüminasının feding karakteristiği araştırılmıştır. Bu amaçla 7 grup malzeme işaretlenmiş ve 6saat-30gün bekleme süreleri sonunda ışıldama eğrisinde meydana gelen değişimler incelenerek feding oranları tespit edilmiştir. Yapılan deneyler, toz formundaki bu malzemenin, C aralığındaki 4 ışıldama pikinin de oldukça yüksek oranlarda feding e uğradıklarını ve bekleme süreleri sonunda, 377,8 C civarında yeni bir ışıldama pikinin ortaya çıktığını göstermiştir. Yük taşıyıcı tuzak parametreleri ve tuzaklardaki yarı ömürler kullanılarak feding olayına neden olan ana mekanizmanın, daha sığ tuzaklardaki elektronların derin tuzaklara tünel mekanizması ile geçişleri, olduğu ileri sürülmüştür. Anahtar Kelimeler: alümina, feding, tünel olayı

4 s 1. exp E / k T Oda sıcaklığında, E=1,28eV ve s=10 12 s -1 için yarı ömür 318 yıl [2] -1- Chen ve Hag-Yahya [5] r P r P0 P0 r a.exp.exp. [3] * m E 1-2- ITL t P r. no.exp P r. t [3] -3- Şekil 1

5 Deneysel Çalışmalar - 1 Malzemenin seçimi 600 C de 15 dakika tavlama 20mg lık toz malzeme setlerinin oluşturulması radyasyon kaynağı ile ışınlama Işıldama eğrilerinin elde edilmesi ve analizi Tuzak parametrelerinin hesaplanması (Additive Dose, Isothermal Decay, Tm-Ts, Peak Shape, Initial Rise, Various Heating Rate, Two Point Two Heating Rate, Computerized Glow Curve Deconvolution [1-4])

6 Deneysel Çalışmalar mg lık toz malzeme setlerinin oluşturulması ve işaretlenmesi radyasyon kaynağı ile ışınlama Işıldama eğrilerinin elde edilmesi 600 C de 15 dakika tavlama radyasyon kaynağı ile ışınlama 6 saat, 1 30 gün bekleme Işıldama eğrilerinin elde edilmesi

7 Sonuçlar

8 Tablo 1 Şekil 2

9 I TL (sayım x 10 4 ) I TL (sayım x 10 4 ) I TL (sayım x 10 4 ) I TL (sayım x 10 4 ) I TL (say m x 10 4 ) I TL (sayım x 10 4 ) T (K) İlk 6 saat T (K) فkl 1 gün T (K) İlk 7 Gün T ( o C) T ( o C) T ( o C) T (K) İlk 14 Gün T (K) İlk 21 Gün T (K) İlk 30Gün T ( o C) T ( o C) T ( o C) Şekil 3

10 Şekil 4

11 Şekil 5

12 Şekil 6

13 Şekil 7

14 Şekil 8

15 Şekil 9

16 Şekil 10

17 Tartışmalar Bu çalışmada toz formundaki Seydişehir alüminasında gözlemlenen feding olayına neden olan mekanizma araştırılmıştır. Sıcaklık, nem, ve ışık gibi normal fedinge sebep olabilecek etkenler ortadan kaldırılmıştır. Malzemenin anormal fedinge maruz kaldığı gözlemlenmiştir. Tuzak parametreleri birçok deneysel yöntem ile ayrı ayrı ölçümlenmiş, Chen ve Hag-Yahya tarafından ileri sürülen tuzak parametrelerinin yanlış ölçülmesi sonucunda yarı ömrün hatalı tahmin edilmesi görüşü ortadan kaldırılmıştır. 2 ve 3 numaralı tuzak seviyelerinin tünel mekanizması ile etkileştikleri ileri sürülmüştür. Sığ tuzaklardan derin tuzaklara tünel mekanizması ile elektronların geçtiği ileri sürülmüştür.

18 Kaynaklar [1] UZUN, E., Yarar, Y., YAZICI, M.N., Electron immigration from shallow traps to deep traps by tunnel mechanism on Seydişehir aluminas, Journal of Luminescence 131 (2011) [2] McKeever, S. W. S., (1985), Thermoluminescence of Solids, Cambridge University Pres, London [3] Chen R. ve McKeever S. W. S. (1997), Theory of thermoluminescence and Related Phenomena, Word Scientific, Singapore. [4] Bos A.J.J., Piters J.M., Gomez Ros J.M., Delgado A., IRI-CIEMAT Report, , IRI Delft, [5] Chen R., Hag-Yahya A., Radiation Measurements 27 (2), (1997), 205.