Manyetik ve elektrik alanlardaki demir, bakır, pirinç ve P-tipi silisyum numunelerinden compton saçılması

Abstract

ÖZET Bu çalışmanın ilk kısmında üzerinden akım geçen katı numunelerin yüzey yük dağılımlarında dış manyetik alan vasıtasıyla meydana getirilen değişiklik Compton saçılmasından istifadeyle incelenmiştir. İletken Fe, Cu ve CuZn numunelerine 0-8.5 A, yarıiletken Si numunesine ise 0-300 uA aralığında değişen şiddet ve polariteli akımlar uygulanmıştır. Tüm numuneler, üzerlerinden geçen akıma dik yönlü ve şiddeti 215 Gauss olan bir dış manyetik alana konulmuştur. Numuneler Am-241 nokta kaynağından yayınlanan 59.5 keVlik y fotonları ile bombardıman edilmiştir. Numune yüzeyinden 50°'lik bir açıyla Compton saçılmasına uğrayan fotonlar, 5.9 keV'de yarı maksimumdaki tam genişliği (FWHM) 160 eV olan bir Si(Li) dedektörü ve onunla irtibatlı olan çok kanallı bir analizör kullanılarak sayılmışlardır. Çalışmanın ikinci kısmında, dış elektrik alanın Fe (iletken) ve Si (yarıiletken) numunelerinin yüzey yük dağılımlarına etkisi yine Compton saçılmasından istifadeyle incelenmiştir. 0-7. 5x 104 V/m aralığında, değişen şiddet ve polaritelere sahip elektrik alanlarda bulunan numunelerin yüzeylerinden 54°'lik bir açıyla Compton saçılmasına uğratılan fotonlar uygun bir deney geometrisinde ve deneyin ilk kısmında kullanılan sayma sistemiyle sayılmışlardır. Saçıcı yüzeyin yük taşıyıcı yoğunluğunu artırmayı amaçlayan deneysel düzenekler ve uygulamalardan (akım, manyetik ve elektrik alan uygulanması) benzer sonuçlar elde edildi. Deneysel olarak elde edilen sonuçlar grafikler halinde verilmiştir. Şekil 4.5 ve Şekil 4. 8 'den görülmektedir ki yüzey yük yoğunlukları, numune üzerinden geçen artan akımla, iletkenlerdense yarıiletkenlerde daha net bir değişim göstermektedir. Ayrıca y- ve x-ışmlarının Compton saçılmasında pozitif yük taşıyıcıları negatif yük taşıyıcılarıymış gibi davranmaktadır.

SUMMARY In this study, the changes of the surface charge distributions of samples in an external magnetic field have been studied by means of Compton scattering when the current passes through the samples. The applied currents are 0-8.5 A for Fe, Cu and CuZn conductor and 0-300 uA for Si semiconductor. All the samples were located on an external magnetic field of intensity 215 Gauss and the direction was both perpendicular to the current, and the surface of the samples. The samples were bombarded by energy 59.5 keV y-photons emitting from Am-241 point source. The Compton scattered photons at an angle 50° from sample surface are detected by a Si(Li) detector having full with at half maximum of 160 eV at 5.9 keV coupled to a multichannel analyser. Furthermore, the external electic field effect on the surface charge distributions of Fe (conductor) and Si (semiconductor) samples were studied by using the Compton scattering. The Compton scattered photons at an angle 54° from surfaces of samples in electric fields with changing intensity and polarities were detected in an appropriate experimental geometry with the detection system used in the first part of this study. The experimental arrangements and applications (current, magnetic and electric field applications) aimed to increase the density of charge carriers on scattering surface have given the similar results. The results obtained experimently has being organized in graphics forms. It is clear from Fig. 4.5 and 4.8 that the surface charge density increased with the increasing current passing through the sample rapidly in semiconductor than that of the conductors. Furthermore, the positive charge carriers act same as negative charge carriers in the Compton scattering of y-and x-rays.