Diffusion im metallischen Massivglas NixZryAlz

Gegenstand der Untersuchung ist die Diffusion in metallischen Massivgläsern, d.h. amorphen Legierungen, die sich in allen drei Dimensionen mit Abmessungen im mm- bis cm-Bereich herstellen lassen. Die Diffusion ist sowohl grundsätzlich – da sich die bekannten Mechanismen aus kristallinen Materialien nicht ohne weiteres übertragen lassen – als auch bezüglich möglicher Anwendungen von Interesse, da die Diffusion einen entscheidenden Faktor bei der Kristallisation darstellt. Um Aussagen über Diffusionsmechanismen in den metallischen Massivgläsern zu erhalten, insbesondere im Vergleich mit den bekannten konventionellen amorphen Legierungen, wurde die Fremddiffusion unter Variation einer Vielzahl an experimentellen Parametern untersucht, namentlich die Abhängigkeit von der Legierungszusammensetzung, der Atomgröße der diffundierenden Teilchen, der Massen- und Druckabhängigkeit der Diffusion sowie der bestrahlungsinduzierten Diffusion. Die Proben wurden dazu als Dünnschichten mittels thermischer Verdampfung hergestellt und die Diffusionskoeffizienten mit der Sekundärionenmassenspektrometrie bestimmt. Die Kombination der untersuchten Aspekte liefert ein konsistentes Bild, das sich durch eine Verlangsamung der Diffusion in metallischen Massivgläsern unter Abschwächung der Größenabhängigkeit auszeichnet. Zusammen mit dem gefundenen kleinen Isotopieeffektparameter und der geringen Druckabhängigkeit weist dieses auf einen kollektiven Diffusionsmechanismus hin, im Einklang mit molekulardynamischen Simulationen