МАГНЕТИЗМ И ОСНОВЫ МЕССБАУЭРОВСКОЙ СПЕКТРОСКОПИИ

Соболев А.В., Пресняков И.А.

Введение

Для атомных ядер многих изотопов химических элементов, как и для других квантовых систем, таких, например, как электроны, характерны энергетические переходы из возбужденного состояния в основное и наоборот. Если такие атомные ядра поместить в твердое тело (кристаллическое или аморфное), то при облучении их “мягкими” (10-30 кЭв) γ-квантами возможно резонансное поглощение последних. При этом свидетельством о резонансном поглощении являются регистрируемые различными детекторами (например, сцинтилляционными или полупроводниковыми) так называемые линейчатые спектры, характеризующиеся для спектроскопических методов исследования рекордным разрешением в силу физических особенностей этого метода. Благодаря высокому разрешению, метод мессбауэровской спектроскопии является весьма информативным при получении сведений о валентном состоянии, характере химических связей, геометрии локального окружения и магнитных взаимодействиях резонансного (мессбауэровского) атома. Кроме того, измерение мессбауэровских спектров в широком диапазоне температур (от 4.2 до ~1300 К) и/или во внешнем магнитном поле (~0 до 10 Тл) позволяет исследовать структурные, магнитные и “электрические” фазовые переходы, определять силовые характеристики и динамическое поведение мессбауэровских атомов в структурах твердых тел. На практике, однако, существует лишь ограниченное число “удобных” мессбауэровских изотопов, к основным из них относятся ⁵⁷Fe и ¹¹⁹Sn, в меньшей степени – ¹²¹Sb, ¹²⁵Te, ¹⁵¹Sm. Эти особенности связаны с периодами полураспада материнских изотопов, временами жизни в возбужденных состояниях дочерних изотопов, энергией резонансных γ-квантов, факторами влияющими на доли резонансного поглощения без отдачи.

1. Магнитные характеристики ультрамалых частиц

1.1.Типы организации и магнитная энергия микрочастиц

Данная публикация подготовлена по материалам учебных пособий: 

Соболев А.В., Пресняков И.А. Магнетизм и основы мессбауэровской спектроскопии. Часть I. Природа эффекта Мессбауэра. Электрические сверхтонкие взаимодействия. Учебное пособие. — Отдел печати Химического факультета МГУ Москва, 2011. — С. 45.

Соболев А.В., Пресняков И.А. Магнетизм и основы мессбауэровской спектроскопии. Часть II. Магнитные характеристики ультрамалых частиц. Магнитные сверхтонкие взаимодействия. — Отдел печати Химического факультета МГУ Москва, 2014. — С. 43.