Zur Theorie der Edelgasdiffussion in Alkalihalogenid-Kristallen

Abstract

Nach Messungen anderer Autoren ergibt sich für den Diffusionskoeffizienten eines Edelgases in einem Alkalifluorid oberhalb 350 °C im Arrhenius-Diagramm ein geradliniger Verlauf mit einheitlicher Aktivierungsenthalpie. Dagegen zeigen Nichtfluoride einen Hoch- und einen Niedertemperaturbereich mit jeweils geradlinigem Verlauf und höherer Enthalpie in letzterem Bereich. — Zur Deutung dieses Verhaltens wird die Verteilung von Edelgasteilchen im thermodynamischen Gleichgewicht auf Anion-, Kation- und Zwischengitterplätze in einem solchen Kristall mit Schottky-Fehlordnung untersucht. Ferner wird Assoziation der Teilchen betrachtet. Aus der empirischen Verschiebung der genannten Bereiche kann bei Einzeleinbau auf eine Besetzung von Anion-Plätzen im Niedertemperaturbereich geschlossen werden, wobei aber nur die Annahme negativer Dotierung Entropiewerte richtiger Größenordnung ergibt. Bei Assoziation ergeben sich jedoch auch für die vermutete positive Dotierung die richtige Verschiebung und Entropiewerte richtiger Größenordnung, wenn die Teilchen im Niedertemperaturbereich auf Kationplätzen assoziiert sind. Bei den Fluoriden könnte der Einbau auf Anion-Kation-Divakanzen überwiegen. — Wenn die Strahlenschäden nicht ganz ausheilen, also der Kristall insofern nicht im thermodynamischen Gleichgewicht ist, kann die erwähnte Verschiebung auch auf einer Zunahme dieser Schäden beruhen.