Vacancies in NiGa

Abstract

Vacancy concentrations and vacancy mobility are studied in stoichiometric NiGa. The thermal vacancy content, which is determined from density and thermal expansion experiments amounts to some percents. The activation energy for vacancy formation for the temperature interval in which the experiments are carried out is 0.20 eV. During the thermal expansion measurements an after-effect in the macroscopic length is measured simultaneously. The annealing curves are well described by first-order kinetics and from the temperature dependence of the time constants an activation energy for vacancy migration of (1.34 ± 0.04) eV is derived. On the basis of the present after-effect measurements and tracer self-diffusion measurements a diffusion mechanism is proposed for NiGa: nickel and gallium migration via nearest-neighbour jumps and through single as well as divacancies. In stochiometrischem NiGa werden Leerstellenkonzentration und Leerstellenbeweglichkeit untersucht. Der Anteil thermischer Leerstellen der aus der Dichte und thermischen Ausdehnungs-Messungen bestimmt wird, liegt bei einigen Prozent. Die Aktivierungsenergie fur die Leerstellenbildung im Temperaturintervall, bei dem die Experimente durchgefuhrt werden, betragt 0,20 eV. Wahrend der Messungen der thermischen Ausdehnung wird gleichzeitig ein Nachwirkungseffekt der makroskopischen Lange gemessen. Die Ausheilkurven lassen sich gut mit einer Kinetik erster Ordnung beschreiben und aus der Temperaturabhangigkeit der Zeitkonstanten wird eine Aktivierungsenergie fur Leerstellenwanderung von (1,34 ± 0,04) eV abgeleitet. Auf der Grundlage der angegebenen Nachwirkungsmessungen und Tracer-Selbstdiffusionsmessungen wird ein Diffusions-mechanismus fur NiGa vorgeschlagen: Nickel- und Galliumwanderung uber Sprunge nachster Nachbarn und durch Einfach- und Doppel-Leerstellen.