STAGE-I RECOVERY OF RESISTIVITY IN ELECTRON-IRRADIATED SILVER AND GOLD. I. SILVER.

The stage I recovery of silver has been investigated by resistivity measurements and isochronal annealing of 99.999% purity silver after irradiation with 2.0 MeV electrons at liquid helium temperature. Detailed annealing schedules for several different initial defect concentrations and for a radiation doped run confirmed the general similarity in the stage I recovery behavior of silver and copper and revealed the systematic differences between the two metals. Silver shows several first-order recovery substages and shows a small component of recovery due to free interstitial migration near 31 °K. The total amount of recovery in stage I was found to be a sensitive function of defect concentration, for small defect concentrations, with the amount of recovery increasing for increasing initial damage over the range investigated. The observed results are explained in terms of a “competitive process, one interstitial model” with most of stage I recovery due to close pair recombination. The fate of freely migrating interstitials is governed by the relative importance of impurity trapping, vacancy annihilation, and interstitial complex formation. The importance of each of these processes depends upon the initial defect concentration, impurity concentration, and the effectiveness of vacancies and interstitials for capturing interstitials. The higher probability of dimer formation in silver than in copper is a result of the larger radius of the interstitial strain field in silver and results in the smaller amount of stage I recovery, the smaller size of IE, and is a major contributor to the observed lack of dose dependence in silver. Die Erholungsstufe I von Silber wurde durch isochrone Erholungsmessungen des elektrischen Widerstandes von 99.999% reinem Silber nach Bestrahlung mit 2,0 MeV Elektronen bei Heliumtemperatur untersucht. Detaillierte Anlaszeitplane fur verschiedene anfangliche Fehlstellenkonzentrationen und fur eine Probe mit Vorbestrahlung bestatigten die allgemeine Ubereinstimmung im Erholungsverhalten der Stufe I von Silber und Kupfer und deckten systematische Unterschiede der beiden Metalle auf. Silber zeigt einige Unterstufen mit der Erholungskinetik einer Reaktion erster Ordnung, sowie auch einen kleinen Teil der Erholung in der Nahe von 31 °K, der auf freie Wanderung von Zwischengitteratomen zuruckzufuhren ist. Es erwies sich, das der Gesamtbetrag der Erholung in der Stufe I, bei kleiner Fehlstellenkonzentration, stark von der Fehlstellenkonzentration abhangt; im untersuchten Bereich nimmt der Betrag der Erholung mit zunehmender Anfangsschadigung zu. Die beobachteten Resultate werden durch ein „Konkurrenzprozes-, Ein-Zwischengitteratom-Modell” erklart, wobei der groste Teil des Erholung in Stufe I auf Rekombination unausgedehnter Frenkel-Paare zuruckzufuhren ist. Das Schicksal sich frei bewegender Zwischengitteratome ist durch die relative Wichtigkeit folgender Prozesse bestimmt: Einfangen durch Fremdatome, Annihilation durch Fehlstellen und Bildung von Zwischengitteratomkomplexen. Die Wichtigkeit dieser drei Prozesse hangt von der anfanglichen Fehlstellenkonzentration, Fremdatomkonzentration und der Fahigkeit von Fehlstellen und Zwischengitteratomen, Zwischengitteratome einzufangen, ab. Das sich in Silber mehr Zwischengitterpaare bilden als in Kupfer, ist eine Folge des ausgedehnteren Verzerrungsfeldes um ein Zwischengitteratom in Silber, und fuhrt dazu, das der Betrag der Erholung in Stufe I und die Grose von stufe IE kleiner ist, und tragt wesentlich dazu bei, das in Silber keine Dosisabhangigkeit beobachtet wird.