Teknolojik Malzemelerde Yapısal Boşluk Kusurlarının Pozitron Spektroskopisi ile İncelenmesi
Uğur YAHŞİ
Marmara Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü, 34722 Göztepe, İstanbul
Yer: Malzeme ve Metalurji Mühendisliği, Recep Tayyip Erdoğan Külliyesi
Tarih: 15.10.2025 Saat 14:00
Pozitron spektroskopisi kapsamında öne çıkan iki temel ölçüm tekniği Pozitron Yokolma Ömür Spektroskopisi (PALS) ve Doppler Genişleme Spektroskopisi (DBS)’dir. Bu yöntemler, malzemelerin angstrom ölçekteki yapısal kusurlarının incelenmesine olanak tanır. Nano-boşluk kusurlar; kristal veya amorf yapılarda, atom veya molekül ölçeğinde (0.1–1 nm çapında) gözlenen boşluk alanlarıdır. Pozitron teknikleri, malzemenin makroskopik özellikleri ile doğrudan ilişkili olan kusur konfigürasyonlarını belirlemede güçlü bir araçtır [1]. Bu bağlamda Marmara Pozitronyum Laboratuvarı’nda (MARPOS) yürütülen, teknolojik öneme sahip çalışmalar kısaca tanıtılacaktır [2].
PALS tekniği, 1274 keV ön gama ile 511 keV yokolma gaması arasındaki zaman farkının ölçülmesine dayalı bir zaman spektroskopisidir. DBS tekniği ise, yokolma emisyonunun Doppler genişlemesini analiz ederek, ortamdaki elektronların momentum dağılımları hakkında bilgi sağlar [1].
MARPOS bünyesinde gerçekleştirilen bazı uygulamalar şunlardır:
- PVdF-co-HFP/LiClO₄ polimer elektrolitlerinde iyonik iletkenlik [3],
- Katkılı ZnO nanoparçacıklarının yapısal özelliklerinde kusurların rolü,
- Katkılanmış hidroksiapatitin yapısal analizi [4]
- …
Bu çalışmalar, pozitrondan yararlanarak nanoyapısal kusurların ortaya çıkarılması ve malzemelerin performans özellikleri ile ilişkilendirilmesi açısından önem taşımaktadır.
Anahtar Kelimeler: Pozitron Spektroskopisi, PALS, DBS, Yapısal Kusurlar, Nanomateryaller
Kaynaklar:
[1] Y. C. Jean, et al., Principles and Applications of Positron & Positronium Chemistry, World Scientific Pub. Co., New Jersey, USA.; Z. Yu, U. Yahsi, et al., J. Polym. Sci. B: Polym. Phy., 32, 2637 (1994).
[2] Marmara Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü, Pozitron/Pozitronyum Araştırma ve Hizmet Laboratuvarı, http://positron-fzk-fen.marmara.edu.tr/
[3] Ionic Conductivity of PVdF-co-HFP with LiClO4: Free Volume Effects Probing by PALS", U. Yahsi, H. Deligöz, et al., Radiation Effects and Defects in Solids, 174(3), 214-228 (2019).
[4] “Effects of sintering and zirconmullite doping on nanostructural vacancies of bovine hydroxyapatite by positron technique”, L.N. Akay, C. Kalkandelen, N. Akti, M. S. Sengul, C. Tav, U. Yahsi, Z. E. Erkmen, Journal of the American Ceramic Society, 106(5), 3220-3227 (2023). (https://doi.org/10.1111/jace.18985)
