High-yield thermalized positronium at room temperature emitted by morphologically tuned nanochanneled silicon targets - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics Année : 2021

High-yield thermalized positronium at room temperature emitted by morphologically tuned nanochanneled silicon targets

S. Mariazzi
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R. Caravita
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C. Zimmer
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B. Rienäcker
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A. Camper
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A. Belov
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G. Bonomi
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R.S. Brusa
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F. Castelli
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G. Consolati
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M. Doser
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H. Gjersdal
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L.T. Glöggler
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F. Guatieri
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S. Haider
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V. Matveev
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G. Nebbia
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D. Pagano
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L. Penasa
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V. Petracek
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F. Prelz
L. Povolo
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O.M. Rhøne
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A. Rotondi
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H. Sandaker
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N. Zurlo
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Résumé

Nanochanneled silicon targets with high positron/positronium (Ps) conversion rate and efficient Ps cooling were produced. Morphological parameters of the nanochannels, such as their diameter and length, were adjusted to get a large fraction of thermalized Ps at room temperature being emitted into vacuum. Ps cooling measurements were conducted combining single-shot positron annihilation lifetime spectroscopy and Doppler spectroscopy of the 13S → 23P transition. 2γ–3γ annihilation ratio measurements were also performed to estimate the positron/Ps conversion efficiency. In a converter with nanochannel diameter of 7–10 nm and depth of 3.89 μm, ∼28% of implanted positrons with an energy of 3.3 keV was found to be emitted as Ps with a transverse kinetic energy of 11 ± 2 meV. The reduction of the nanochannels depth to 1.13 μm, without changing the nanochannel diameter, was found to result in a less efficient cooling, highlighting the presence of Ps reflection from the bottom end of nanochannels.

Dates et versions

hal-03229376 , version 1 (18-05-2021)

Identifiants

Citer

S. Mariazzi, R. Caravita, C. Zimmer, B. Rienäcker, A. Camper, et al.. High-yield thermalized positronium at room temperature emitted by morphologically tuned nanochanneled silicon targets. Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics, 2021, 54 (8), pp.085004. ⟨10.1088/1361-6455/abf6b6⟩. ⟨hal-03229376⟩
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