Особенности разделения механизмов спин-фононного взаимодействия для 23Na в кристалле NaF в зависимости от температуры и количества парамагнитных центров

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследована возможность изменения эффективности ядерной спин-фононной связи методами ЯМР на примере кристалла NaF в широком температурном диапазоне. Для подавления ядерной спин-решеточной релаксации, идущей с участием парамагнитных центров, использовано вместо акустического насыщения сигнала ЯМР 23Na на удвоенной ларморовской частоте стационарное магнитное насыщение на одинарной частоте. Изучено влияние образующихся в результате гамма-облучения центров окраски и температуры на разделение механизмов спин-фононной связи. Не наблюдалось подавление примесной релаксации для дипольных ядер 19F. Показано, что предложенная методика магнитного насыщения для полного или частичного отключения примесной релаксации квадрупольных ядер может быть реализована на промышленных импульсных спектрометрах ЯМР.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. М. Рочев

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: v.mikushev@spbu.ru
Россия, Санкт-Петербург

В. М. Микушев

Санкт-Петербургский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: v.mikushev@spbu.ru
Россия, Санкт-Петербург

Е. В. Чарная

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: e.charnaya@spbu.ru
Россия, Санкт-Петербург

А. Ю. Серов

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: v.mikushev@spbu.ru
Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Абрагам А., Гольдман М. Ядерный магнетизм: порядок и беспорядок: в 2-х томах. М.: Мир, 1984. 660 с.
  2. Микушев В.М., Чарная Е.В. Ядерный магнитный резонанс в твердом теле. СПб: Издательство Санкт-Петербургского университета, 1995. 204 с.
  3. Бахрамов А., Столыпко А.Л., Чарная Е.В., Шутилов В.А. Спин-фононное взаимодействие в кристаллах NaCl и NaF, легированных медью // ФТТ. 1986. Т. 28. № 3. С. 844–849.
  4. Хуцишвили Г.Р. Спиновая диффузия // УФН. 1965. Т. 87. № 2. С. 211–250.
  5. Гольдман М. Спиновая температура и ЯМР в твердых телах. М.: Мир, 1972. 342 с.
  6. Кулешов А.А., Микушев В.М., Столыпко А.Л., Чарная Е.В. Акустический ядерный резонанс в условиях бегущей ультразвуковой волны // Акуст. журн. 1989. Т. 35. № 3. С. 473–476.
  7. Ефиценко П.Ю., Микушев В.М., Чарная Е.В. Прямое измерение решеточного и примесного вкладов в спин-решеточную релаксацию квадрупольных ядер // Письма в ЖЭТФ. 1991. Т. 54. № 10. С. 583–585.
  8. Ефиценко П.Ю., Мавлоназаров И.О., Микушев В.М., Чарная Е.В. Прямое измерение решеточного и дефектного вкладов в спин-решеточную релаксацию квадрупольных ядер в кристаллах GaAs и NaI // ФТТ. 1992. Т. 34. № 6. С. 1753–1758.
  9. Мавлоназаров И.О., Микушев В.М. Измерение времени ядерной спин-решеточной релаксации в монокристаллах хлористого натрия в присутствии ультразвука // ФТТ. 1992. Т. 34. № 7. С. 2257–2260.
  10. Микушев В.М., Чарная Е.В. Ядерная спин-решеточная релаксация в условиях акустического, электрического и магнитного насыщения // Акуст. журн. 1994. Т. 40. № 1. С. 171–173.
  11. Голенищев-Кутузов В.А., Самарцев В.В., Соловаров Н.К., Хабибулин Б.М. Магнитная квантовая акустика. М: Наука, 1977. 200 с.
  12. Власов В.С., Голов А.В., Котов Л.Н., Щеглов В.И., Ломоносов А.М., Темнов В.В. Современные проблемы сверхбыстрой магнитоакустики // Акуст. журн. 2022. Т. 68. № 1. С. 22–56. https://doi.org/10.31857/S0320791922010075
  13. Кулешов А.А., Микушев В.М., Столыпко А.Л., Чарная Е.В., Шутилов В.А. Роль дефектов и спиновой диффузии в электрическом насыщении линии ЯМР в кристаллах GaAs // ФТТ. 1986. Т. 28. № 11. С. 3262–3266.
  14. Кулешов А.А., Микушев В.М., Столыпко А.Л., Чарная Е.В., Шутилов В.А. Роль точечных дефектов в ядерном квадрупольном спин-фононном взаимодействии в диэлектрических кристаллах // Акуст. журн. 1986. Т. 32. № 6. С. 836–838.
  15. Мавлоназаров И.О., Микушев В.М., Чарная Е.В. Прямое измерение решеточного и примесного вкладов в ядерную спин-решеточную релаксацию в условии магнитного насыщения // Письма в ЖЭТФ. 1992. Т. 56. № 1. С. 15–17.
  16. Chandul A., Charnaya E.V., Kuleshov A.A., Mikushev V.M., Ulyashev A.M. Impurity Nuclear Spin-Lattice Relaxation Suppression and Charge Exchange of Chromium Ions in a γ–Irradiated Ruby Crystal // J. Magn. Reson. 1998. V. 135. № 1. P. 113–117. https://doi.org/10.1006/jmre.1998.1550
  17. Mikushev V.M., Charnaya E.V., Lee M.K., Chang L.-J. Suppression of the defect contribution to nuclear spin-lattice relaxation by long rf magnetic pulses for the particular case of 23NaCl // Results Phys. 2019. V. 12. P. 1202–1203. https://doi.org/10.1016/j.rinp.2019.01.008
  18. Микушев В.М., Рочев А.М., Чарная Е.В. Ослабление спин-фононной связи квадрупольных ядер в кристаллах NaF в условиях магнитного насыщения // Акуст. журн. 2023. Т. 69. № 6. С. 695–701. https://doi.org/10.31857/S0320791923600464
  19. Лущик Ч.Б., Лущик А.Ч. Распад электронных возбуждений с образованием дефектов в твердых телах. М.: Наука, 1989. 262 с.
  20. Klick C.C. Properties of Electron Centers. Point Defects in Solids, ed. by Crawford J.H. and Slifkin L.M. V. 5. 135. 1972. New York: Plenum Press, ISBN: 0306375117 (volume 1), 0306375125 (volume 2).
  21. Charnaya E.V., Mikushev V.M., Shabanova E.S. Direct measurements of impurity and lattice components of the nuclear spin-lattice relaxation in Al2O3 crystals // JPCM. 1994. V. 6. № 37. С. 7581–7588. https://doi.org/10.1088/0953-8984/6/37/012
  22. Кессель А.Р. Ядерный акустический резонанс. М: Наука, 1969. 215 с.
  23. Микушев В.М., Уляшев А.А., Чарная Е.В., Chandoul А. Температурная зависимость времени спин-решеточной релаксации квадрупольных ядер в условиях насыщения линии ЯМР // ФТТ. 2002. Т. 44. № 6. С. 1001–1005.
  24. Ashcroft N.W., Mermin N.D. Solid State Physics. Saunders Collage Publishing, 1976. 826 p.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Спектр люминесценции центров окраски F1 и F2 в NaF после гамма-облучения

Скачать (63KB)
Метаданные
3. Рис. 2. (а) — Времена восстановления ядерной намагниченности 23Na τ1 и τ2 и (б) — соответствующие им значения весового коэффициента в зависимости от фактора стационарного магнитного насыщения Zst

Скачать (108KB)
Метаданные
4. Рис. 3. (а) — Времена восстановления ядерной намагниченности 23Na τ1 и τ2 в зависимости от фактора стационарного магнитного насыщения Zst. Кружки и ромбы соответствуют данным до радиационного облучения, треугольники и перевернутые треугольники — данным после облучения. (б) — Весовые коэффициенты при различном насыщении. Ромбы и перевернутые треугольники показывают результаты расчета до и после облучения соответственно. Погрешности указаны только для некоторых показательных данных

Скачать (159KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Времена спин-решеточной релаксации ядер 19F в зависимости от фактора стационарного магнитного насыщения Zst. Кружки и треугольники показывают результаты, полученные до и после гамма-облучения соответственно

Скачать (77KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Скорости спин-решеточной релаксации 23Na в зависимости от температуры. Сплошная линия — теоретическая зависимость скорости релаксации для квадрупольных ядер. Кружки и ромбы соответствуют данным до гамма-облучения, треугольники и перевернутые треугольники — после облучения. Погрешности указаны только для некоторых показательных данных

Скачать (82KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024