Mössbauer Studies of Radiation Damage in Magnetite

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Radiation damages in Fe3O4 magnetite crystal caused by implantation of Fe ions with an energy of 5.6 MeV and a fluence of 1014 cm–2 was studied by two methods of Mössbauer spectroscopy: conversion Mössbauer spectroscopy with registration of conversion electrons from a depth of up to 0.5 μm and X-ray Mössbauer spectroscopy with registration of secondary X-ray radiation from a depth of up to 35 μm. The samples were Fe3O4 single crystal tablets with a diameter of 10 mm. The data for irradiated and non-irradiated samples were compared. All Mössbauer spectra contained two sixtets corresponding to crystallographic positions A and B in magnetite. The parameters of the sixtets corresponded to the literature data. The widths of the Mössbauer lines were small and were in the range of G = 0.3–0.4 mm/s. Irradiation with Fe ions did not cause noticeable damage in the crystal lattice. In the case of the irradiated sample, an additional FeOx phase with an intensity of 10% was detected using conversion Mössbauer spectroscopy method with an effective depth of 0.5 μm. The experimental data were considered based on the thermal spike model. The formation of the FeOх phase is possible as a result of quenching after overheating in the track area.

About the authors

V. A. Andrianov

Lomonosov Moscow State University

Author for correspondence.
Email: andrva22@mail.ru

Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics

Russian Federation, Moscow, 119991

A. L. Erzinkyan

Lomonosov Moscow State University

Email: andrva22@mail.ru

Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics

Russian Federation, Moscow, 119991

A. A. Bush

MIREA — Russian Technological University

Email: andrva22@mail.ru
Russian Federation, Moscow, 119454

T. V. Kulevoy

National Research Center “Kurchatov Institute”

Email: andrva22@mail.ru
Russian Federation, Moscow, 123182

K. E. Pryanishnikov

National Research Center “Kurchatov Institute”

Email: andrva22@mail.ru
Russian Federation, Moscow, 123182

P. A. Fedin

National Research Center “Kurchatov Institute”

Email: andrva22@mail.ru
Russian Federation, Moscow, 123182

References

  1. Григорьев Е.Г., Перлович Ю.А., Соловьев Г.И., Удовский А.Л., Якушин В.Л. Физическое материаловедение. Т. 4. Физические основы прочности. Радиационная физика твердого тела. Компьютерное моделирование / Ред. Калин Б.А. М.: МИФИ, 2008. 696 с.
  2. Вас Г.С. Основы радиационного материаловедения. Металлы и сплавы. М.: Техносфера, 2014. 992 c.
  3. Комаров Ф.Ф. // УФН. 2003. Т. 173. № 12. C. 1287.
  4. Андрианов В.А., Бедельбекова К.А., Озерной А.Н., Верещак М.Ф., Манакова И.А., Дектерева А.С. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2020. № 4. С. 63. https://www.doi.org.10.31857/S1028096020040032
  5. Andrianov V.A., Bedelbekova K.A., Trigub A.L. // Vacuum. 2021. V. 193. Р. 110521. https://www.doi.org 10.1016/J.Vacuum.2021.110521
  6. Андрианов В.А., Бедельбекова К.А., Ерзинкян А.Л., Тригуб А.Л. // Поверхность. Рентген., синхротр.и нейтрон. исслед. 2022. № 7. C. 3. https://www.doi.org/10.31857/S1028096022070020
  7. WWW-МИНКРИСТ. https://database.iem.ac.ru/mincryst/rus/search.php
  8. Grenveld F., Sveen A. // J. Chem. Thermodynam. 1974. V. 6. P. 859. https://www.doi.org/10.1016/0021-9614(74)90230-4
  9. Mössbauer Mineral Handbook / Ed. Stevens J.G. et al. North Carolina: Mössbauer Effect Data Center, 2005. 636 p.
  10. SRIM. http://www.srim.org/
  11. Nomura K., Ujihira Y., Vertes A. // J. Radioanal. Nuclear. Chem. 1996. V. 202. № 1–2. P. 103.
  12. Белозерский Г.Н. Мессбауэровская спектроскопия как метод исследования поверхности. М.: Энергоатомиздат, 1990. 352 c.
  13. Terrell J.H., Spijkerman J.J. // Appl. Phys. Lett. 1968. V. 13. P. 11. https://www.doi.org/10.1063/1.1652437
  14. RRUFF: https://rruff.info
  15. Toulemonde M., Dufour Ch., Meftah A, Paumier E. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2000. V. 166–167. P. 903. https://www.doi.org/10.1016/S0168-583X(99)00799-5

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».