On the Systematics of Positron Lifetimes in Metals

The insight that the lifetime of positrons in metals, whether “free” or trapped in vacancy-type defects, possesses an upper limit of τ∞ ≈ 500 ps, corresponding to the “low-density limit” of e+ annihilation in an electron gas, is used to derive empirical rules for both the bulk lifetime and the lifetime of monovacancy-trapped e+ from a comprehensive collection of experimentally determined e+ lifetimes. The predictive power of these rules allows us to understand why it has not yet been possible to observe positron trapping by vacancies in the alkali metals. Als Folge der Begrenzung der Zerstrahlungsrate von Positronen in einem Elektronengas geringer Dichte kann die Lebensdauer von Positronen in einem Metal nicht höher als τ∞ ≈ 500 ps sein, und zwar unabhängig davon, ob die Positronen „frei”︁ oder in Leerstellen eingefangen sind. Diese Erkenntnis wird dazu benützt, um aus einer Zusammenstellung der experimentell bestimmten Positronenlebensdauern in Metallen und Elementhalbleitern empirische Gesetzmäßigkeiten über die Lebensdauer von Positronen sowohl im „freien”︁ als auch im eingefangenen Zustand abzuleiten. Ihre Anwendung auf Alkali-Metalle erklärt, weshalb bisher ein Positroneneinfang durch Leerstellen in diesen Metallen nicht beobachtet worden ist.