Ионика твердого тела. Том 1 - Иванов-Шиц А.К.
ISBN 5-288-02746-3
Скачать (прямая ссылка):
8 P L487
26 BrUeschP, Bahrer W, SmetsHJM //Phys Rev В 1980 Vol 22 P 970
27 "sakuma T U J Phys С 1978 Vol 11 P L747
28 Sakuma T, Shibata KH, Hoshmo S //Solid State Ionics 1990 Vol 40/41, pt
I P 337
29 Sakuma T, Shibata KH, Hoshmo S //Solid State Ionics 1992 Vol 53/56, pt
П P 1278
30 Funke K,KalusJ,Lechner RE //SolidStateCommun 1974 Vol 14 P 1021
31 Fuess H. Funke JC, KalwJ l/Vhys Stat Sol (a) 1975 Vol 32 P 101
32 Eckold G, Funke K, Katun J, Lechner R E //J Phys Chem'Solids 1976 Vol
37 P 1097
33 FunkeK.HochA, LechmrR.E //J Physique 1980 T 41 P С 6
34 Боровский И Б, Ведрииский P В, Крайзман В Л, Савченко ВПП Успехи физ
наук 1986 Т 149, №2 С 275
35 Бойс ДекЕ, Хейес ТМ // Физика супернонных проводников / Пер с англ,
Под ред М Б Саламона Рига, 1982 С 20
36 Boyce JВ, Hayes ТМ, Stutius IV, Mikkelsen JC.Jr //Phys Rev Lett 1977
Vol 38 P 1362
37 Hayes TM, Boyce JB. BeebyJL //J Phys С 1978 Vol 11 P 2931
38 Boyce JB, Hayes TM, Mikkelsen J C, Jr llfhys Rev В 1981 Vol 23,N6
P 2876
§ 16. Ядерный магнитный резонанс в супернонных проводниках
Ядерный магнитный резонанс (ЯМР) широко применяется при изучении
структурных особенностей, фазовых переходов и транспортных свойств, давая
необходимую информацию о внутреннем движении молекул и атомов в различных
классах твердофазных материалов, включая СИП [1-12], Наиболее
распространенными магнитными ядрами, входящими в состав ТЭЛ, на которых
возможно наблюдение ЯМР, являются: !Н, 3D, 7Li, l9F, 33Na, 27A1,3lP, SIV,
63Cu, 87Rb, mSb, 127I, mCs, 2MTI, 2(r)Bi. В настоящее время развитие
спешаль-ной аппаратуры и новейших методик ЯМР дает возможность расширить
исследования ТЭЛ на ядрах изотопов с малым естественным содержанием: 13С,
|70, ^Se, lwAg, ll3Cd, ^Pb. ЯМР, как и в случае ЯГР, может наблюдаться на
ядрах как ионов, принимающих участие в транспортных процессах, так и
противоионов жесткой (неподвижной) подрешетки СИП* Для непрерывных
методов ЯМР характеристические частоты, определяющие диффузионное
движение, лежат в диапазоне 103-10s Гц, а релаксационная ЯМР-
спектроскопия дает возможность перекрыть еще больший диапазон частот от
101 до 10й Гц (рис. ШЛбЛ). На этом же рисунке для сравнения приведены
возможности других экспериментальных методов изучения транспортных
свойств
Сущность метода ЯМР заключается в резонансном поглощении энергии
электромагнитного поля Н} системой ядерных спинов, помещенных в
постоянное магнитное поле Н0. Резонансная частота ЯМР определяется
соотношением Лармора: щ = у(Я0 + где у - гиромагнитное отношение ядра; -
локальные магнитные поля, наводимые на резонирующих ядрах окружающими
электронами и ядрами В многоспиновой системе наличие локальных полей
приводит к ушнрекию резонансных линий, появлению мультиплетности в
спектрах и сдвигу резонансных частот.
Информация о строении вещества может быть получена из анализа вида и
формы спектральной линии G(о), которые зависят от распределения локальных
полей на резонирующих ядрах В
свою очередь Нт через электрические и магнитные электронно-ядерные
взаимодействия, дшюльные
172
т,-> 1"
Импульсный фадиент поля
Кондуктометрия
Радиоизотопы
Рассеяние
ТСД нейтронов
>------------------------------------------ -'г--------------------------
------------ -J Рве Ш161 Возможное(tm) различных экслери-
-20 -18 -1о -14 -12 -10 -о ментальных методов для
изучения транспортных
lg Д ЫГ'С
2, *-1 процессов в ТЭЛ
взаимодействия ядерных магнитных моментов связаны с окружением
резонирующих ядер в кристаллической решетке. В общем случае G(o)) можно
представить соотношением
<?((c)) = jg(<o)/((c), ш'ЖО, , (1)
где g{(&) - функция, описывающая распределение резонансных частот
вследствие диполъ-дипольного взаимодействия ядерных магнитных моментов;
- функция, характеризующая электронно-
ядерные взаимодействия, а функция jV(o),<d') -распределение резонансных
частот вследствие аморфи-зации структуры
Возможность изучения атомной (молекулярной) подвижности методом ЯМР
определяется диффузионным сужением резонансных линий из-за усреднения
анизотропных взаимодействий магнитного момента ядра с окружением Поэтому
из анализа температурной зависимости ширины резонансной линии можно
получить информацию о динамических характеристиках атомов в ТЭЛ.
Как известно, частоту движения атомов получаем следующим образом:
"^с^ехр (~Еа/кТ), (2)
поэтому при температурах, соответствующих ш ? ш<>, линии в спектре ЯМР
сужаются и из температурной зависимости Дйо^Т) (где Доо^ - ширина
резонансной линии на полувысоте) можно оценить
тип носителя и энергию активации перескока соответствующего ашма, Еа.
Так, например, авторы [13] исследовали температурную зависимость ширин
линий Аа>иг и для соединения Tl^b:+xFj_*
со структурой пирохлора. Существенное изменение ширины линии ЯМР для
подрешетки таллия (I) от 50 кГц при 200 К до 2-3 кГц при 500 К и
практически неизменная величина ширины линии i9f свидетельствуют, что в
данном температурном диапазоне основными носителями заряда в этом
