Магнитная сверхтонкая структура в мессбауэровских спектрах

Смешивание З -орбиталей железа и разрыхляющих я-орбиталей молекулы N0 настолько велико, что не имеет смысла приписывать иону железа какое-либо определенное двух- или трехвалентное состояние. Аналогичная ситуация возникает и в оксигемоглобине. Магнитная сверхтонкая структура мессбауэровского спектра отмечена во всех соединениях гемоглобина, содержащих окисленный ион железа. Помимо рассмотренных соединений, в работе [33] были получены и интерпретированы мессбауэровские спектры метгемоглобина и цианида гемоглобина. [c.424]

Сверхтонкая структура мессбауэровского спектра сильно зависит от характера магнитного состояния образца магнитное, парамагнитное или анти-ферромагнитное. Эта зависимость существенно связана со временем электронной спин-решеточной релаксации в материале или временем перехода от одной ориентации результирующего электронного спина 5 к другой. [c.150]

Магнитное (зеемановское) сверхтонкое расщепление мессбауэровской линии, типичный вид которого представлен на рис. Х.2, в, позволяет экспериментально измерять величину внутреннего эффективного магнитного поля //эФФ на резонансных ядрах (см. гл. XI, п. 2). В результате магнитных взаимодействий возникает сверхтонкая магнитная структура мессбауэровского спектра, состоящая из нескольких спектральных линий поглощения. Величина внутреннего эффективного поля определяется из разницы в положении центров тяжести крайних пиков расщепления (число максимумов поглощения, на которые расщеплена мессбауэровская линия, зависит от величины спина основного и возбужденного состояний ядра). [c.193]

Весьма подробно мессбауэровские спектры различных соединений гемоглобина изучены в работе [33], в которой экспериментальные результаты сопоставлялись с теоретически рассчитанными спектрами. Авторы подтвердили магнитное сверхтонкое расщепление спектра системы N0 — гемоглобин и показали, что с экспериментальными результатами совместима только такая структура комплекса, которая имеет низкую симметрию, причем молекула N0 в комплексе расположена под некоторым углом к плоскости порфирина. Появление сверхтонкого расщепления мессбауэровского спектра, по-видимому, обязано присутствию значительной доли ковалентной связи в этом соединении и возможности переноса спиновой плотности от N0 к З -орбиталям железа. [c.423]

Магнитное сверхтонкое расщепление Ет и магнитная сверхтонкая структура спектра (СТС) возникает в мессбауэровском спектре благодаря взаимодействию магнитного дипольного момента ядра ц в основном и возбужденном состояниях с эффективным магнитным полем Н, создаваемом электронной оболочкой атома. В результате ядерный уровень со спином I расщепляется на 2/ -Ь 1 подуровней с собственными значениями [c.97]

В том случае, когда ядерные уровни мессбауэровских атомов, рассеивающих у-кванты кристалла, имеют сверхтонкую структуру, обусловленную магнитными или электрическими взаимодействиями ядра с окружающими его электронами, разрешенные мессбауэровские переходы имеют особенность, состоящую в существовании угловых зависимостей интенсивности компонент мессбауэровского спектра относительно направления сверхтонких полей на ядре. В результате, если в рассеивающем объекте имеются ядра с разными направлениями градиента электрического поля или внутреннего эффективного поля, то ядерная амплитуда рассеяния для таких ядер будет различна, что может привести к появлению [c.230]

По причинам практического порядка очень важно, чтобы излучение источника происходило за счет нерасщепленного мессбауэровского перехода с шириной линии, по возможности близкой к естественному значению, так как при наличии сверхтонких структур и в источнике, и в поглотителе получаются очень сложные спектры. Возможность получения нерасщепленного излучения источника ограничивается двумя обстоятельствами, одно из которых ядерного, а второе электронного происхождения. В том случае, когда требуется избежать мультиплетности перехода, кристаллическая решетка не должна приводить к появлению градиента магнитного или электрического поля в области мессбауэровского ядра. Градиента магнитного поля можно избежать, применяя диамагнитные вещества (или парамагнитные с малым временем спиновой релаксации). Во избежание градиента электрического поля мессбауэровские ядра должны находиться в узлах решетки с кубической или близкой к ней точечной симметрией. Первое из этих требований выполнить несложно однако для многих элементов, например для тантала, значительно труднее подобрать подходящее соединение с решеткой, в которой имеются положения с кубической симметрией. В соединениях многих мессбауэровских элементов положения, в которых находятся центральные атомы, имеют низкую точечную симметрию, в результате чего у ядер возникает градиент электрического поля. [c.263]

В. Гадолиний. Финк и Кинле [77] изучали резонансные спектры поглощения 7-лучей с энергией 89 /сзв и 7-лучей с энергией 79,5 кэв, используя для заселения возбужденных ядерных уровней реакцию п, у). Для этих переходов в Gd можно ожидать малого по сравнению с их ширинами расщепления 7-линий, так как и магнитное дипольное и электрическое квадрупольное взаимодействия для вращательных состояний с / = 2 малы. Измерения проводились с использованием в качестве мишени-источника и поглотителя металлического гадолиния или его окиси. Как и ожидалось, сверхтонкая структура не была получена. Соображения Финка и Кинле о влиянии отдачи ядра при захвате нейтрона и последующем испускании жестких 7-лучей на вероятность мессбауэровского испускания (величину /) приводятся в разд. П1, И. [c.365]

Ферритин, обеспечивающий метаболизм железа в организмах млекопитающих, является металлопротеином, также изученным с помощью мессбауэровской спектроскопии. Большое содержание железа в белке позволяет получать хорошие мессбауэровские спектры без предварительного обогащения его изотопом Ре [55—57]. При температурах ниже 30° К в спектрах появлялась сверхтонкая структура, особенно заметная при 4,2° К. Величина эффективного магнитного поля на ядрах железа была равна 493 кэ [56]. Авторы этой работы считают, что особенности мессбауэровского спектра согласуются с предположением о существовании суперпарамагнетизма в ферритине. [c.432]

Разнообразные мессбауэровские спектры обнаруживаются для многочисленных парамагнитных соединений и солей. Если времена релаксации электронных спинов достаточно велики, то в случае вырожденных электронных уровней магнитные сверхтонкие структуры могут наблюдаться и в парамагнит- [c.336]

Рассмотрим теперь вкратце влияние нестационарных магнитных полей на относительную интенсивность спектральных линий в случае комбинированного магнитного и электрического сверхтонких взаимодействий [119, 123]. Пусть, например, из-за релаксационных процессов величина магнитного поля на ядре скачком меняется с +/г на —Н. Если предположить, что направление магнитного поля с точностью до знака совпадает с направлением оси градиента электрического поля, то такие флуктуации не вызовут переходов между ядерными подуровнями [123]. Если частота флуктуации магнитного поля мала по сравнению с частотой прецессии ядерного спина в поле /г , то картина расщепления будет соответствовать рис. 1.30,а, а относительные интенсивности компонент для изотропных поликристаллических образцов определятся выражением (1.147). С другой стороны, если частота флуктуаций поля Л много больше частоты прецессии ядерного спина, то ядра чувствуют некоторое среднее значение поля ко, которое равно нулю в случае вырожденного состояния электронной оболочки иона. При этом сверхтонкая структура спектра обнаруживает чистый дублет (переход /г -> /г), т. е. спектр становится квадрупольным (рис. 1.30, ), с равной интенсивностью обеих линий. Как уже указывалось выше (рис. 1.29), в мессбауэровском спектре поглощения одна из линий квадрупольного дублета соответствует переходам /г -> V2, а вторая — переходам /г -> V2, TV2 -> V2. Частота прецессии ядерного спина I = /г с /и = /г втрое больше частоты прецессии ядерного спина / = /2 с т = /г. Отсюда следует, что при уменьшении среднего значения поля Ъо на ядре скорость группировки линий магнитной структуры, соответствующей переходам /г и /2 2, +V2 -> /2, около положений двух линий чисто квадрупольного спектра будет различной. Учитывая конечную ширину спектральных линий, получаем, что в некотором интервале величин средних полей йо (а следовательно, частот флуктуаций поля Н) интенсивности линий в наблюдаемом спектре перестанут подчиняться выражениям (1.147) и (1.148). При этом линии, соответствующие переходам dьV2 V2, -> Уг, быстрее, чем для перехода /2 V2, группируются с уменьшением ко около их центра тяжести (положение которого определяет одну из линий квадрупольного спектра). В результате возникает различие в пиковой величине двух компонент квадрупольного расщепления при равенстве площадей под обеими пиками. Поскольку флуктуирующие [c.80]

Другой важный вывод систематического изучения эффекта Мессбауэра в сплавах заключается в том, что влияние примеси элементов Зс/-группы с Z, меньшими, чем у железа (т. е. Ti, V, Сг, Мп), на Я соседних атомов железа незначительно отличается от влияния немагнитных примесей, таких, как Si, Ge, Sn, A1 и Ga. В этом случае существенно разбавление атомов железа, а их магнитное взаимодействие с примесью, очевидно, оказывает пренебрежимо малое влияние на сверхтонкое взаимодействие. В противоположность этому примеси элементов 3d-rpynnbi с Z, большим, чем у железа, такие, как Со, Ni и Rh, Pd, Pi, ведут к увеличению среднего Я на атоме железа [65]. Вертхей-мом было отмечено отсутствие квадрупольного расщепления в мессбауэровских спектрах этих сплавов, хотя расположение примесей вокруг атома железа не имеет кубической симметрии. В действительности квадрупольные эффекты могут наблюдаться в спектрах магнитной сверхтонкой структуры, но из-за наличия угла между осями тензора градиента электрического поля и осью наилегчайшего намагничивания они малы. [c.160]

И окись железа РегОд, и гидрат РегОз НгО (или РеО-ОН) существуют в двух формах, а я у, которые образуют различные серии соединений. Впервые изомерный сдвиг был правильно объяснен Кистерном и Саньяром [98]. Поскольку рассматриваемое вещество — антиферромагнетик и имеет скорее низкосимметричную структуру, можно ожидать наложения магнитных дипольных и электрических квадрупольных взаимодействий. Мессбауэровский спектр показан на рис. 3.24, а значения сверхтонких расщеплений представлены в табл. 3.8. [c.168]

Огромный интерес представляют редкоземельные элементы в форме чистых металлов, образующих при достаточно низких температурах магнитно-упо-рядоченные структуры со сложными спиновыми системами, знание которых чрезвычайно важно для теории. Среди соединений редкоземельных элементов существуют группы, являющиеся ферро- или ферримагнетиками, и некоторые из этих групп соединений находят применение в физике и технике. В качестве примера можно упомянуть феррит-гранаты редкоземельных элементов и различные интерметаллические соединения и сплавы. В случае магнитно-упорядоченных систем сверхтонкие взаимодействия в мессбауэровских спектрах редкоземельных элементов проявляются как очень большие магнитные расщепления, связанные с наличием на ядрах сильных эффективных магнитных полей, создаваемых ориентированными 4/-электронами. Обычно наблюдаются и большие квадрупольные взаимодействия, так как а) ядерные состояния в области деформированных ядер обладают большими электрическими квадру-польными моментами и, б) как правило, 4/-электроны, окружающие нон (и, возможно, заряды соседних ионов), создают на ядрах значительные градиенты электрического поля. [c.336]

Форма спектров, получаемых в мессбауэровских экспериментах, в значительной мере зависит от процессов релаксации между различными ионными состояниями, заселенными при температуре эксперимента. В парамагнитных соединениях наблюдение магнитной сверхтонкой структуры ограничено температурами, при которых времена релаксации достаточно велики, чтобы позволить измерять мгновенные, а не усредненные во времени значения магнитных взаимодействий. Когда времена релаксации малы по сравнению с периодом ларморовской прецессии, характеризующей магнитное сверхтонкое взаимодействие, обнаруживаемое магнитное взаимодействие представляет собой среднее от взаимодействий на всех уровнях с учетом больцмановского распределения. В магнитно-неупорядоченных кристаллах это среднее значение равно нулю. При повышении температуры времена релаксации становятся короче, и поэтому наблюдение магнитных сверхтонких взаимодействий обычно возможно только при низких температурах. Когда времена релаксации сравнимы с 1/vj, (ларморовская частота в области редкоземельных элементов по порядку величины равна - 1000 Мгц), форма мессбауэровских спектров очень чувствительна к величине времени релаксации. Зависимость мессбауэровских спектров от времени релаксации для случаев, когда применимо приближение эффективного поля (т. е. для крамерсовских дублетов с О, gx = gy== 0),. была рассчитана Блюмом [41 и Бикманом и Троццоло [42 . С подробностями этих расчетов можно познакомиться в гл. 11 настоящей книги. [c.354]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология