МЁССБАУЭРОВСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ


МЁССБАУЭРОВСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ
МЁССБАУЭРОВСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ

       
метод изучения вз-ствия ядра с электрич. и магн. полями, создаваемыми его окружением, основанный на использовании Мессбауэра эффекта. Эти вз-ствия вызывают сдвиги и расщепления уровней энергии ядра, что проявляется в сдвигах и расщеплениях мёссбауэровских линий. Энергия таких вз-ствий ?10-4 эВ, однако сверхтонкая структура мессбауэровской линии легко наблюдаема благодаря малой естеств. ширине линии. Для этого используется Доплера эффект. Источнику g-излучения сообщается скорость v (относительно поглотителя), при этом энергия g-кванта меняется на величину D? = ?0v/с (?0— энергия g-перехода). Скорости v в интервале 0,1 —1,0 см/с приводят к смещению линии на величину порядка её естеств. ширины. М ё с с б а у э р о в с к и е с п е к т р ом е т р ы (рис. 1) измеряют зависимость резонансного поглощения g-квантов от скорости источника V. Максимум поглощения наблюдается, когда сдвиг мёссбауэровской линии, вызванный этим вз-ствием, компенсируется доплеровским сдвигом.
Важнейшими типами вз-ствий ат. ядра с внеядернымн полями явл. электрич. монопольное, электрич. квадрупольное и магн. дипольное вз-ствия.
МЁССБАУЭРОВСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ1
Рис. 1. Схема мёсобауэровского спектрометра.
МЁССБАУЭРОВСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ2
Рис. 2. Сдвиг 6 и расщепление мёссбауэровскои линии.
Электрич. монопольное вз-ствие (вз-ствие ядра с электростатич. полем, создаваемым в области ядра окружающими его эл-нами) приводит к изомерному хим. сдвигу g-линии (рис. 2, а, б), к-рый наблюдается, если источник и поглотитель химически не тождественны. Изомерный сдвиг (d) пропорц. электронной плотности вблизи ядра, и его величина — важная хар-ка хим. связи атомов в тв. телах. По величине d можно судить о степени «ионности» и «ковалентности» хим. связи, об электроотрицательности атомов, входящих в состав молекул и т. д. Исследование хим. сдвигов позволяет также получать сведения о распределении заряда в ядрах.
Электрическое квадрупольное вз-ствие — вз-ствие электрич. квадрупольного момента ядра Q с неоднородным электрич. полем — приводит к расщеплению яд. уровней, в результате чего в спектрах поглощения наблюдаются две (или больше) линии. Напр., для ядер 57Fe, 119Sn и 125Те в спектрах поглощения присутствует квадрупольный дублет (рис. 2, в). Разность энергии между компонентами дублета (D) пропорц. произведению Q на градиент электрич. поля в области ядра. Т. к. последний характеризует симметрию зарядов, окружающих ядро, то исследование квадрупольного вз-ствия позволяет получить информацию об электронных конфигурациях атомов и ионов, об особенностях структуры тв. тел, а также о квадрупольных моментах ядер.
Магн. дипольное вз-ствие обычно наблюдается в магнитно-упорядоченных в-вах (ферро-, антиферро-ферримагнитных), в к-рых на ядра действуют сильные магн. поля (напряжённостью =106 Э). Энергия магн. дипольного вз-ствия пропорц. произведению магн. поля Н на магн. момент ядра и зависит от их взаимной ориентации. Магн. дипольное вз-ствие приводит к расщеплению осн. и возбуждённого состояний ядер, в результате чего в спектре поглощения появляется неск. линий, число к-рых соответствует числу возможных g-переходов между магн. подуровнями (см. ЗЕЕМАНА ЭФФЕКТ) этих состояний. Напр., для ядра 57Fe число таких переходов равно 6 (рис. 2, г). По расстоянию между компонентами магн. сверхтонкой структуры можно определить напряжённость магн. поля, действующего на ядро в тв. теле. Величины этих полей очень чувствительны к особенностям электронной структуры тв. тела, к составу магн. материалов, поэтому исследование магн. сверхтонкой структуры используется для изучения св-в кристаллов. Зависимость сверхтонкой структуры мёссбауэровского спектра от вида электронных волновых ф-ций позволяет использовать данные М. с. для изучения распределения зарядовой и спиновой плотности в тв. телах, для хим. анализа и т. п. Чувствительность формы мёссбауэровского спектра к динамич. эффектам используется в М. с. для изучения диффузии атомов, спиновой релаксации, динамич. явлений при фазовых переходах и т. д.
Регистрация вторичных ч-ц (рентгеновских квантов, эл-нов конверсии внутренней), сопровождающих распад возбуждённого состояния ядра после резонансного поглощения g-кванта, позволяет изучать поверхности тв. тел. Напр., при регистрации конверсионных эл-нов возможно исследование поверхностных слоев толщиной =1000 ?.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. . 1983.

МЁССБАУЭРОВСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ

- совокупность основанных на использовании Мёссбауэра эффекта методов исследования физ. и хим. свойств кон-денсиров. сред (гл. обр. твёрдых тел), а также исследования микроскопич. объектов (ядер, ионов, хим. и биол. комплексов) в твёрдых телах. Для M. с. характерна высокая информативность. Измерения вероятности эффекта Мёссбауэра и температурного сдвига резонансных линий дают сведения о среднеквадратичных смещениях и скоростях атомов, содержащих резонансное ядро. Они используются как способ исследования колебат. движений частиц в твёрдых телах и их особенностей вблизи структурных и магн. фазовых переходов. Введение атомов, содержащих резонансное ядро, в качестве примесей в твёрдое тело позволяет исследовать локальные и квазилокальные колебат. моды (см. Колебания кристаллической решётки). Зависимость положения линии Мёссбауэра от скорости движения источника 3020-114.jpg -излучения относительно поглотителя (или наоборот) используется для измерения малых скоростей (3020-115.jpg) макроскопич. объектов (напр., при стыковке космич. кораблей), а также спектра скоростей разл. акустич. систем в звуковом и гиперзвуковом диапазоне частот.

Наиб, важные применения M. с. связаны с возможностью фиксировать сдвиги и сверхтонкие расщепления мёссбауэровских линий, связанные с взаимодействием электрич. и магн. моментов ядра с внутренними электрич. и магн. полями, вызывающими расщепление ядерных уровней (см. Внутрикристаллическое поле). Для этого используется Доплера эффект: источнику (или поглотителю) 3020-116.jpg -лучей сообщается скорость v, при этом энергия 3020-117.jpg -кванта изменяется на величину 3020-118.jpg (-3020-119.jpg энергия перехода). Скорости 3020-120.jpg см/с смещают линию на величину порядка её естеств. ширины (см. Ширина спектральной линии). Мёссбауэровские спектрометры измеряют зависимость резонансного поглощения от 3020-121.jpg (скоростной спектр).

Сверхтонкие расщепления и сдвиги Химический (изомерный) сдвиг мёссбауэровской линии наблюдается, если источник и поглотитель химически не тождественны. Он обусловлен тем, что при переходе ядра из осн. состояния в возбуждённое несколько изменяется распределение электрич. заряда в ядре. Это приводит к изменению энергии кулоновско-го взаимодействия ядра с электронной оболочкой, к-рая пропорц. произведению ср. квадрата радиуса ядерного заряда 3020-122.jpg (точнее, радиуса эквивалентной равномерно заряженной сферы) на плотность электронов в месте расположения ядра 3020-123.jpg где 3020-124.jpg- волновая ф-ция 3020-125.jpg -электронов в центре атома. Если 3020-126.jpg для возбуждённого и осн. состояний ядра не одинаковы, то энергия 3020-127.jpg -перехода будет отличаться от энергии 3020-128.jpg -перехода в случае точечного ядра на величину 3020-129.jpg

где 3020-130.jpg- разность ср. квадратов радиусов для возбуждённого и осн. состояний ядра, С- коэф. пропорциональности. Изменение энергии 3020-131.jpg непосредственно ненаблюдаемо. Однако величина 3020-132.jpg меняется при изменении хим. связей атома, и если хим. состав или кристаллографич. модификация источника и поглотителя различны, то возникает сдвиг линий испускания и поглощения:

3020-133.jpg

Здесь е- элементарный заряд, Z -порядковый номер ядра.

Вариации 3020-134.jpgпри изменении заряда иона в десятки и даже сотни раз (напр., для нуклидов 3020-135.jpg превосходят точность измерения. Напр., различие 3020-136.jpg для ионов 3020-137.jpgсоставляет 32 мм/с при точности измерений 3020-138.jpg (рис. 1). Это даёт возможность провести тонкую градацию хим. связей в твёрдых телах, установить корреляции между величинами и электроотрицательностью ближайших ионов (лигандов), длинами связей лиганд - ион, а также симметрией ближайшего окружения (тетра- или окта-позиции), что широко используется в химии и биологии. Исследование хим. сдвигов даёт сведения о плотности s-электронов на ядре.

Рис. 1. Спектр испускания 237Np в 241AmO2; поглотитель 237NpO2. Линия иона Np4+ соответствует равновесному зарядовому состоянию, линия Np5+ - неравновесному.


3020-139.jpg


Рис. 2. Схема уровней 57Fe и переходов между ними: a - без расщепления; б - квад-рупольное расщепление уровней в неоднородном электрическом поле; в- расщепление в однородном магнитном поле; I- спин ядра.


3020-140.jpg


3020-141.jpg

Рис. 3. Скоростной спектр резонансного поглощения для нерасщеплённой линии 14,4 кэВ 57Fe (поглотитель 3020-142.jpg); 3020-143.jpg - квадрупольное расщепление возбуждённого уровня 3020-144.jpg= 14,4 кэВ в поглотителе, 3020-145.jpg- изомерный сдвиг. Источник при температуре T = 300 К, поглотитель при T = 14 К.


Квадрупольное расщепление ядерных уровней и, следовательно, линий мёссбауэровского спектра вызывается взаимодействием квадруполъного момента ядра Q с неоднородным электрич. полем в месте расположения ядра (при некубич. симметрии окружения). На рис. 2,6 приведена схема уровней ядра 57Fe в неоднородном электрич. поле, на рис. 3 - скоростной спектр резонансного поглощения для источника с нерасщеплённой линией испускания 3020-146.jpgкэВ. Расстояние между расщеплёнными линиями

3020-147.jpg

где 3020-148.jpg- градиент, 3020-149.jpg- параметр асимметрии.

При монокристаллич. поглотителе интенсивность компонент квадрупольного расщепления по-разному зависит от угла между направлением 3020-150.jpg -кванта и осями кристалла - квадрупольный дублет становится асимметричным. Асимметрию квадрупольного дублета можно наблюдать и в поликристаллич. образцах, если вероятность эффекта Мёссбауэра анизотропна (э ф-фект Гольданского - Карягина).

Неоднородное электрич. поле на ядре создаётся электрич. зарядами ионов ближайшего окружения. Однако за счёт поляризации собств. электронной оболочки иона, содержащего резонансное ядро, градиент электрич. поля может измениться в десятки и даже сотни раз, а в большинстве случаев даже изменить знак.

Фактор, определяющий это изменение, наз. антиэкра-нирующим (фактор Штернхаймера). Степень антиэкранировки зависит от хим. состояния иона; наблюдается большой разброс величин квадрупольного расщепления 3020-151.jpg даже для соединений с одинаковым распределением зарядов ближайшего окружения. Изучение квадрупольных расщеплений даёт дополнит, сведения о природе хим. связей и используется в химии и биологии.

Измерение спектров квадрупольного расщепления даёт также сведения о структуре и электронных свойствах твёрдого тела (матрицы). Напр., в спектре поглощения ядер 57Fe высокотемпературного сверхпроводника 3020-152.jpg (темп-pa сверхпроводящего перехода 72 К) наблюдаются 3 квадрупольных дублета, соответствующих ионам Fe, замещающим ионы Cu в структурных позициях с разл. кислородным окружением (рис. 4). Хим. сдвиги для трёх позиций Fe одинаковы и близки к сдвигу в металлич. железе, т. е. плотность s-электронов прибл. одинакова на всех узлах решётки. Это свидетельствует о том, что валентные электроны для данного сверхпроводника делока-лизованы по всему кристаллу. Асимметрия дублета Fe2, обусловленная разной вероятностью эффекта Мёссбауэра, свидетельствует об анизотропии тепловых колебаний атомов Fe, замещающих ионы Cu в недостроенных октаэдрич. позициях. Суммарные площади под отд. дублетами определяют "заселённости" разл. позиций ионами Fe.


3020-153.jpg


Рис. 4. Спектр поглощения нерасщеплённой линии 14,4 кэВ ядер Fe при T =295 К в высокотемпературном сверхпроводнике 3020-154.jpg- результат суперпозиции парциальных спектров поглощения ионов Fe, занимающих различные неэквивалентные позиции в кристаллической решётке: FeI, Fe2, FeS.

Магнитное сверхтонкое расщепление ядерных уровней и мёссбауэровских линий вызывается взаимодействием магн. момента ядра m и магн. поля в месте расположения ядра. Энергия магн. сверхтонкого взаимодействия пропорц. произведению ядерного магн. момента m на локальное магн. поле, к-рое наз. сверхтонким магн. полем Н ст. Это взаимодействие расщепляет ядерное состояние на 21+1 зеемановские подуровни, расстояние между к-рыми равно 3020-155.jpg- спин ядра). Число компонент сверхтонкой структуры в мёссбауэ-ровском спектре равно числу g-переходов между зее-мановскими подуровнями возбуждённого и осн. состояний ядра, разрешённых правилом отбора по магнитному квантовому числу. Напр., для магн. диполь-ного g-перехода между состояниями с 3020-156.jpg в мёссбауэровском спектре 57Fe наблюдаются 6 компонент магн. сверхтонкой структуры (рис. 5).


3020-157.jpg


Рис. 5. Спектр резонансного поглощения нерасщеплённой линии 14,4 кэВ 61Fe в металлическом железе, обусловленный внутренним магнитным полем, действующим на ядро 67Fe в металле 3020-158.jpg


На ядрах атомов редкоземельных элементов (161Dy, 169Tm, 166Er) локальные магн. поля достигают величины ~106-107 Э. Такие большие маги, поля возникают за счёт диполь-дипольного взаимодействия магн. момента ядра с магн. моментом электронной оболочки иона, содержащего резонансное ядро (магн. сверхтонкое взаимодействие обусловливает сверхтонкую струк туру оптич. спектров). Вклад в сверхтонкое взаимодействие от s-электронов определяется спиновой плотностью s-электронов в центре атома:

3020-159.jpg

Здесь 3020-160.jpg- плотности s-электроиов в месте расположения ядра с направлениями спинов вдоль и против магн. момента 3020-161.jpgядра,3020-162.jpg- магнетон Бора. Часть сверхтонкого взаимодействия, обусловленная полем 3020-163.jpg, наз. контактным взаимодействием Ферми.

В формировании магн. поля на ядре существенную роль играют электроны внеш. оболочек атома с не-скомпенсиров. спинами. Однако электроны внутр. оболочек атома, поляризуясь под действием внеш. оболочек, создают на ядре дополнит, магн. поле, к-рое может во много раз превышать поле, создаваемое внеш. электронами, и иметь др. знак. Напр., в металлич. железе сверхтонкое магн. поле Н ст направлено противоположно направлению намагниченности железа. Для редкоземельных ионов осн. вклад в сверхтонкое магн. поле вносят электроны недостроенной f -оболочки.

Магн. сверхтонкое расщепление линий мёссбауэров-ских спектров даёт информацию об H ст, т. е. о магн. свойствах вещества (m для большинства ядер известны). С помощью M. с. можно исследовать температурную зависимость намагниченности ферромагнетиков и определять (при отсутствии внеш. поля) темп-ру Кюри (появление и исчезновение сверхтонкой структуры). Для др. магнитоугюрядоченных веществ ( ферриты, антиферромагнетики )можно восстанавливать температурные зависимости для отд. магн. подрешё-ток и исследовать магнитные фазовые переходы.M. с. используется также для исследования спиновых стёкол. По возникновению магн. сверхтонкой структуры можно фиксировать образование магн. упорядочения в сверхпроводящих материалах, что особенно важно для понимания механизма высокотемпературной сверхпроводимости.

Рис. 6. Магнитное расщепление линий 57Fe в спектре поглощения 3020-165.jpg при обычной температуре (а) и дополнительное расщепление при T= 4,2 К (б); FeI, Fe2, Fe3 соответствуют различным позициям атомов 57Fe (рис. 4).

3020-166.jpg

3020-167.jpg

На рис. 6 приведены мёссбауэровские спектры 57Fe в высокотемпературных сверхпроводниках 3020-164.jpg (а). Спектр образца с x =0,1 при T =295 К состоит из двух квадрупольных дублетов и синглета, отвечающих атомам Fe в трех кристалло-графич. позициях структуры. Большие величины квадрупольного расщепления указывают на сильное искажение локальной симметрии электрич. поля. При понижении темп-ры до T =4,2 К и увеличении концентрации Fe до х= 0,2 в спектре появляется ( б )магн. сверхтонкое расщепление, свидетельствующее о магн. упорядочении атомов Fe в "медной подрешётке". T. о., наблюдается эффект сосуществования сверхпроводимости и магн. упорядочения.

Сверхтонкая структура (CTC) линии мёссбауэровского спектра в парамагнетиках имеет более сложный характер. Её формирование определяется большим числом факторов, таких, как спин (или суммарный момент) электронной оболочки иона, содержащего резонансное ядро, симметрия внутрикристаллич. поля, под действием к-рого осн. состояние парамагн. иона расщепляется на ряд двукратно вырожденных (если спин иона полуцелый) подуровней (крамерсовы дублеты, см. Электронный парамагнитный резонанс). На формирование CTC влияют также наличие слабых магн. полей и скорость релаксации спина электронной оболочки (спин-спиновой и спин-решёточный). Для отд. крамерсова дублета сверхтонкое магн. взаимодействие анизотропно (возможны разл. соотношения между компонентами тензора сверхтонкого взаимодействия). Перечисленное обусловливает разнообразие спектров CTC в парамагнетиках.

3020-168.jpg


Рис. 7. Мёссбауэровский спектр 57Fe в монокристалле Al(NO3)3*9H2O при Т = 4,2 К в поле H = 110 Э.

На рис. 7 приведён спектр примесных ионов 57Fe в нитрате алюминия, представляющий собой сложение спектров от трёх крамерсовых дублетов, на к-рые расщепляется осн. состояние иона Fe3+. На образец под определённым углом к кристаллографич. осям накладывается слабое магн. поле, под действием к-рого происходит перемешивание электронных и ядерных состояний, в результате чего разрешены переходы, в к-рых меняется не только энергия магн. сверхтонкого взаимодействия, но и энергия взаимодействия электронной оболочки иона с внеш. магн. полем и в спектре наблюдаются дополнительные Z-линии.

В ряде случаев чувствительность спектров CTC к слабым магн. полям велика. Несмотря на то что на ядра со стороны электронной оболочки действуют магн. поля порядка 106 Э, наличие слабого внеш. магн. поля (1 - 10 Э) может кардинально изменить CTC. Напр., за счёт слабых магн. полей от магн. примесей и соседних ядерных магн. моментов (~10 Э) спектр размывается (рис. 8, а), а внеш. поле ~200 Э приводит к появлению чёткой сверхтонкой структуры с узкими линиями (рис. 8,6).

За счёт процессов спин-спиновой и спин-решёточной релаксации электронной системы направление магн. сверхтонкого поля Н ст на ядре изменяется во времени.


Рис. 8. Спектр поглощения монокристалла метмиоглобина при T= 4,2 К без внешнего магнитного поля (а) и в поле H =200 Э (б).

3021-1.jpg



В результате в мёссбауэровских спектрах CTC наблюдается уширение отд. линий и уменьшение расстояний между ними как результат частичного усреднения Н ст. Для малых времён релаксации 3021-2.jpg(3021-3.jpg -период ларморовой прецессии ядерного спина в поле Н ст) магн. часть CTC полностью усредняется, и в мёссбауэровских спектрах наблюдается только квадрупольное расщепление. Такая релаксац. трансформация спектров наблюдается и в магнитоупорядоченных образцах в виде порошков из микрочастиц достаточно малых размеров ( су пер парамагнетизм), и в магнитных жидкостях. M. с. используется для изучения релаксац. процессов в таких системах.

Экспериментальные методы

Конверсионная M. с. Резонансное поглощение у-кван-тов можно фиксировать не только по ослаблению интенсивности проходящего через образец у-излучения (абсорбционная M. с.), но и по изменению интенсивности вылетающих из образца конверсионных электронов (конверсионная M. с., см. Конверсия внутренняя). В конверсионной M. с. достигается более высокое отношение сигнала к шуму, т. к. исследуется не весь образец, а только его небольшой приповерхностный слой, толщина к-рого сравнима с глубиной выхода конверсионных электронов из образца. Конверсионные электроны и их энергетич. спектр регистрируются пропорциональными счётчиками, магн. и др. бета-спектрометрами. Это позволяет выделять электроны разл. энергий и тем самым фиксировать процессы резонансного поглощения g-квантов на разл. глубинах образца. Такая селективная по глубине конверсионная M. с. даёт возможность исследовать слои толщиной от неск. HM до долей мкм. С помощью селективной по глубине M. с. изучаются тончайшие магн.

слои, процессы коррозии, катализа и др. поверхностные явления.

Измерения интенсивности характеристич. рентгеновского излучения, возникающего в ходе резонансного поглощения g-квантов вслед за процессом внутр. конверсии, позволяют исследовать хим. состав поверхностных слоев порядка неск. десятков мкм.

Эмиссионная M. с. В эмиссионной M. с. объектом исследования являются вещества, в к-рые введены радио-акт, ядра, образующие в результате ядерных превращений и последующего каскада g-переходов возбуждённое ядро, испускающее резонансные у-кванты (рис. 9). Анализ энергетич. спектра испускаемых g-квантов проводится с помощью мёссбауэровского спектрометра, в к-ром поглотитель содержит резонансные ядра в осн. состоянии и имеющие единичную линию поглощения (либо с помощью детектора конверсионных электронов).


3021-4.jpg


Эмиссионная M. с. расширяет класс исследуемых объектов и физ. явлений. Метод обладает высокой чувствительностью. Можно исследовать образцы с чрезвычайно малой концентрацией радиоакт. ядер (порядка 10-6 %). В процессе ядерных превращений и каскада у-переходов электронная оболочка иона или его электронное окружение оказываются в неравновесном зарядовом состоянии. Если время жизни неравновесного состояния меньше времени жизни возбуждённого состояния ядра, то в спектрах испускания наблюдаются дополнит, линии с хим. сдвигом и квадрупольным сцеплением, соответствующими неравновесному зарядовому состоянию.

В эмиссионной M. с. можно производить дифференцированные по времени измерения мёссбауэровских спектров. Регистрируя один из у-квантов (напр., у-квант с энергией 122 кэВ в распаде ядра 57Co, рис. 9), можно зафиксировать момент образования возбуждённого состояния ядра, испускающего резонансные у-кванты, а затем при помощи совпадений схемы с временной задержкой измерить спектры испускания в заданный момент времени относительно момента образования возбуждённого состояния. Таким методом обнаруживаются неравновесные зарядовые состояния ионов с временами жизни, значительно меньшими, и можно проследить кинетику распада этих состояний.

Эмиссионная M. с.- уникальный инструмент исследования радиац. повреждений. Материнское ядро является источником разл. рода ядерных излучений, вызывающих локальные нарушения структуры. Образующееся в ходе ядерных превращений возбуждённое резонансное ядро является датчиком, фиксирующим наличие радиац. повреждений и кинетику их распада (см. Радиационные дефекты).

Рис. 10. Спектр испускания v-квантов с 3021-5.jpg эВ ядер 67Fe, образующихся при распаде 57Co, внедрённого в Pd (концентрация ~ 10-4 %), при T = 0,025 К в поле H= = 500 Э, параллельном направлению g-квантов.


3021-6.jpg


При сверхнизких темп-pax, когда все релаксац. процессы замедлены, неравновесной может оказаться заселённость магн. подуровней возбуждённого состояния ядра и эмиссионные спектры магн. CTC становятся асимметричными. В качестве примера на рис. 10 представлены спектры испускания у-квантов (с энергией 14,4 кэВ) ядрами 57Fe, образующимися при распаде ядер 57Co (рис. 9), внедрённых в Pd. Спины ядер 57Co поляризуются во внеш. поле, и частично ядерная спиновая поляризация передаётся в ходе распада ядра 57Co возбуждённому состоянию ядра 57Fe. За счёт поляризации ядер (см. Ориентированные ядра )интенсивности крайних линий спектра оказываются неодинаковыми. По разности их интенсивностей определяется величина сверхтонкого магн. поля H ст на ядрах 57Co. По расстоянию между крайними линиями находится H ст на ядрах 57Fe.

Другие методы. Резонансное рассеяние g-квантов с последующим анализом энергетич. спектра рассеянных g-квантов позволяет исследовать релаксац. процессы в электронной спиновой системе с характерными временами порядка времени жизни возбуждённого состояния ядра.

Резонансные g-кванты можно использовать как источник при исследовании нерезонансного рэлеевского рассеяния на электронах (рэлеевского рассеяния мёсс-бауэровского излучения, РРМИ) вместо обычного применяемого источника рентг. квантов. Высокое энергетич. разрешение позволяет выделить упругую компоненту в рассеянном излучении и тем самым осуществить прецизионный структурный анализ вещества. Это особенно важно вблизи темп-ры плавления, в окрестностях точек фазового перехода, а также для ионных суперпроводников. Наличие НЧ-колебат. и вращат. мод или диффузии либо наличие конформац. подвижности (изменения структуры) в биол. соединениях вызывает неупругое рассеяние, к-рое невозможно отделить от упругого в обычном методе рентгеновского структурного анализа. Метод РРМИ не требует присутствия в исследуемом веществе резонансного ядра и поэтому может быть использован для более широкого класса веществ, чем методы обычной M. с.

Заключение. M. с. позволяет в одном эксперименте определить вероятности эффекта Мёссбауэра, величину температурного смещения, хим. сдвига, квадрупольного и магн. расщеплений, формы линий отд. компонент. Это сочетается с возможностью влиять на мёсс-бауэровские спектры с помощью внеш. воздействий (темп-ры, давления, магн. и электрич. полей, ультразвука и радиочастотного излучения). Всё это, а также доступность большого числа резонансных нуклидов и возможность выбором эксперим. методики исследовать объекты размерами от одного монослоя до массивного образца делают M. с. уникальным методом анализа физ. и хим. свойств твёрдых тел.

Наряду с применением M. с. в физике твёрдых тел, в ядерной физике, химии, биологии, физике и химии поверхности M. с. также используется в геологии (разведка и экспресс-анализ руд, определение фазового состава метеоритов и образцов лунного грунта), металлофизике (упрочнение и старение сплавов), машиноведении, медицине (напр., для измерения глазо-орбитального пульса), технике (измерения скоростей и вибрации), археологии (установление состава керамик, красок и их старения).

Лит.: Шпинель В. С., Резонанс гамма-лучей в кристаллах, M., 1969; Суздалев И. П., Динамические эффекты в гамма-резонансной спектроскопии, M., 1979;Friedt J. M., Mossbauer spectroscopy in actiniae research, "Radiochimica Acta", 1983, v. 32, p. 105; Коэн Р., Ядерно-резонансные эксперименты с использованием источников синхротронного излучения, в кн.: Мёссбауэровская спектроскопия, пер. с англ., M., 1983; Золотоябко Э. В., Иолин E. M., Когерентное рэлеев-ское рассеяние мёссбауэровского излучения, Рига, 1986; BaI-k о В., Inwestigation of electronic relaxation in a classic para-magnet by selective-excitation double-Mossbauer techniques. Theory and experiment, "Phys. Rev. В.", 1986, v. 33, № 11, p. 7421. A. M. Афанасьев.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.


.

Смотреть что такое "МЁССБАУЭРОВСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ" в других словарях:

  • Мёссбауэровская спектроскопия —         (a. Mossbauer spectrorometry; н. Mossbauer Spektrographie; ф. spectroscopie а effet Mossbauer; и. espectroscopia de Mossbauer) метод исследования электронноядерных взаимодействий и атомно молекулярной динамики в твёрдых телах. M. c.… …   Геологическая энциклопедия

  • Мёссбауэровская спектроскопия — Метод ядерного гамма резонанса (Мёссбауэровская спектроскопия) основан на эффекте Мёссбауэра, который заключается в резонансном поглощении без отдачи атомным ядром монохроматического γ излучения, испускаемого радиоактивным источником. В… …   Википедия

  • МЁССБАУЭРОВСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ — (гамма резонансная спектроскопия), основана на явлении излучения и резонансного поглощения g квантов атомными ядрами в твердых телах без потери части энергии на отдачу ядра. При этом внутр. энергия решетки твердого тела не изменяется (не… …   Химическая энциклопедия

  • СПЕКТРОСКОПИЯ — раздел физики, посвящённый изучению спектров эл. магн. излучения. Методами С. исследуют уровни энергии атомов, молекул и образованных из них макроскопич. систем, а также квант. переходы между уровнями энергии, что даёт важную информацию о… …   Физическая энциклопедия

  • СПЕКТРОСКОПИЯ — (от лат. spectrum образ, представление и греч. skopeo смотрю), раздел физики, изучающий спектры электромагн. излучения. Спектры возникают при переходах между уровнями энергии в атомах, молекулах и образованных из них макроскопич. системах.… …   Химическая энциклопедия

  • Ультрафиолетовая спектроскопия — Ультрафиолетовая (электронная) спектроскопия  раздел оптической спектроскопии, который включает получение, исследование и применение спектров испускания, поглощения и отражения в ультрафиолетовой области. Энергия фотонов ультрафиолетового и… …   Википедия

  • ГАММА-РЕЗОНАНСНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ — см. Мёссбауэровская спектроскопия …   Химическая энциклопедия

  • Мессбауэровская спектроскопия — Метод ядерного гамма резонанса (Мёссбауэровская спектроскопия) основан на эффекте Мёссбауэра, который заключается в резонансном поглощении без отдачи атомным ядром монохроматического γ излучения, испускаемого радиоактивным источником. В… …   Википедия

  • Ядерная гамма-резонансная спектроскопия — Метод ядерного гамма резонанса (Мёссбауэровская спектроскопия) основан на эффекте Мёссбауэра, который заключается в резонансном поглощении без отдачи атомным ядром монохроматического γ излучения, испускаемого радиоактивным источником. В… …   Википедия

  • СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ — физич. методы качеств. .и количеств. определения состава в ва, основанные на получении и исследовании его спектров. Основа С. а. спектроскопия атомов и молекул, его классифицируют по целям анализа и типам спектров. Атомный С. а. (АСА) определяет… …   Физическая энциклопедия

Книги

  • В. И. Гольданский. Избранные труды, В. И. Гольданский. Сборник включает труды по 9 основным научным направлениям, в становление и развитие которых вклад академика В. И. Гольданского является наиболее значимым. Это ядерная физика и физика… Подробнее  Купить за 731 руб
  • Избранные труды, Гольданский В.И.. Сборник включает труды по 9 основным научным направлениям, в становление и развитие которых вклад академика В. И. Гольданского является наиболее значимым. Это ядерная физика и физика… Подробнее  Купить за 731 руб
  • Избранные труды, Гольданский Виталий Иосифович. Сборник включает труды по 9 основным научным направлениям, в становление и развитие которых вклад академика В. И. Гольданского является наиболее значимым. Это ядерная физика и физика… Подробнее  Купить за 714 руб
Другие книги по запросу «МЁССБАУЭРОВСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.