Оптика и спектроскопия

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРА АСИММЕТРИИ ГЭП В ОБРАЗЦАХ, СОДЕРЖАЩИХ КВАДРУПОЛЬНЫЕ ЯДРА СО СПИНОМ 3/2

Золотарёв Иван Владимирович

Научный руководитель: Ким Анатолий Сергеевич, к.ф.-м.н., зав. лабораторией радиоспектроскопии, ПГУ, лаборатория радиоспектроскопии

Пермский государственный университет, Проблемная научно-исследовательская лаборатория радиоспектроскопии, г.Пермь, Россия

Для определения параметра асимметрии градиента электрического поля (ГЭП) в образцах, содержащих квадрупольные ядра со спином 3/2 обычно используется эффект Зеемана в ЯКР. Данный метод имеет ряд недостатков: ограниченный диапазон значений определяемой величины, невозможность определения параметра асимметрии в случае образцов с широкими линиями ЯКР.

В данной работе предлагается способ определения параметра асимметрии ГЭП без применения внешнего магнитного поля, лишенный вышеназванных недостатков.

Для определения значения этого параметра использовалась методика нутационного ЯКР, заключающаяся в применении специальных импульсных программ возбуждения сигналов спинового эха при варьировании длительностей РЧ импульсов. Из различных вариантов наиболее оптимальным оказался вариант с одновременным варьированием длительностей первого и второго импульсов (рис.1), причем отношение длительности второго импульса к первому постоянно и равно двум при фиксированном расстоянии между импульсами.

Амплитуда эхо в этом варианте определяется функцией , что в случае поликристалла приводит к следующему выражению

Для определения этого параметра строятся модуляционные картины по вышеприведенной формуле для различных значений параметра асимметрии. После чего на эти картины накладываются экспериментальные точки, и выбирается кривая, соответствующая фиксированному значению параметра асимметрии , которая наиболее точно описывает ход экспериментальных точек. Полученное значение является искомым значением параметра асимметрии.

В качестве примера, на рис. 2 изображен экспериментально наблюдаемый эффект модуляции амплитуды спинового эхо в нутационном ЯКР ядер ⁶³Cu в Y₁Ba₂Cu₃O_7-d (местоположение Cu1, экспериментальные точки нанесены с интервалом 2 мкс, Т=297 K), на который наложена теоретическая кривая, построенная для значения параметра асимметрии =0.8 по вышеприведенной формуле.

Рис. 2. Эффект модуляции амплитуды спинового эхо в нутационном ЯКР ядер ⁶³Cu в Y₁Ba₂Cu₃O_7-x (местоположение Cu1).

Изучение зависимости огибающей амплитуды спинового эхо в нутационном ЯКР от параметра асимметрии ГЭП дало возможность определения этого параметра для образцов, содержащих квадрупольные ядра с произвольным значением спина.

Сравнение результатов, полученных данным методом на ядрах ¹⁸⁵Re, ¹⁸⁷Re (спин 5/2) в KReO₄ дало хорошее согласие в пределах погрешности с традиционным методом, из которого параметр асимметрии вычислялся по известным частотам двух соседних переходов.

Таким образом, установлено, что полученные картины изменения модуляционного эффекта в зависимости от величины параметра асимметрии ГЭП для поликристаллов показывают возможность определения параметра асимметрии для образцов, содержащих квадрупольные ядра со спином 3/2 в диапазоне от 0 до 1 без применения внешнего магнитного поля.

e-mail: asf@asf.e-burg.ru