Исследование локальной структуры, динамических свойств и электронно-ядерных взаимодействий в твердых телах методами магнитного резонанса
Исследование локальной структуры, динамических свойств и электронно-ядерных взаимодействий в твердых телах методами магнитного резонанса; разработка новых радиоспектроскопических методик и аппаратуры
Сделан существенный вклад в развитие динамической теории системы ядерных магнитных моментов кристалла с диполь-дипольным взаимодействием. Найдена координата особой точки на оси мнимого времени спиновых корреляционных функций. Расчет выполнен двумя способами: в рамках теории самосогласованного флуктуирующего поля с учетом главных поправок от корреляции локальных полей и методом разложения по обратным степеням размерности пространства для модели аксиально-симметричного взаимодействия ближайших соседей. Результат выражен через отношения решеточных сумм из констант дипольдипольного взаимодействия:
где 
предельное значение, M2 = 9S1/4 - второй момент спектра ЯМР. Результат может быть применен к любой решетке после подстановки соответствующих значений решеточных сумм. Сравнение выполнено с экспериментальными значениями координаты τe, извлеченными из крыльев спектров ЯМР в кристалле BaF2 (Ю.Н. Иванов, А.И. Лившиц 1999), при направлениях магнитного поля вдоль трех кристаллографичеких осей.
| Направление поля | τe/ τ0 | τc/ τ0 | |
| [111] | 1,10 | 1,13 | |
| [110] | 1,24 | 1,24 | |
| [100] | 1,33 | 1,34 |
Следует подчеркнуть, что ориентационная зависимость второго момента, являющегося частотным масштабом спектра, не влияет на приведенные в таблице отношения. Их величина зависит не от среднего квадрата локальных полей, а от степени коррелированности этих полей, выраженной через отношения разных решеточных сумм. Хорошее согласие теоретических и экспериментальных значений свидетельствует о том, что при уменьшении размерности пространства от d=∞ до d=3 особая точка хоть и сдвигается, но не уходит на бесконечность. Помимо спектроскопического применения этот результат важен для неравновесной статистической физики спиновых систем.
- Зобов В.Е., Попов М.А. О координате особой точки временных корреляционных функций системы ядерных магнитных моментов кристалла. ЖЭТФ 124, 89-95 (2003).
- Зобов В.Е., Попов М.А. О координате особой точки производящих функций кластеров в высокотемпературной динамике спиновых решеточных систем с аксиально-симметричным взаимодействием. ТМФ 136, 463-479 (2003).
Методом ЯМР по ядрам 1Н, 19F, 71Ga исследован поликристаллический образец Cs2(NH4)GaF6. В спектрах ЯМР 1Н и 19F в диапазоне температур 100-200 К обнаружены изменения, свидетельствующие о появлении реориентационной подвижности аммонийных групп и октаэдров GaF6. При температуре фазового перехода (161 К) спектр ЯМР 71Ga резко изменяется, что может быть интерпретировано как следствие изменения симметрии локальной позиции ядер галлия. (Совместно с лабораториями кристаллофизики и РСД).
Методом ЭПР с привлечением других методов выполнено исследование частиц магнетита (размер 150-200Å) в матрице фуллерита С60. Установлено, что полученный материал - "суперферромагнетик" с температурой блокировки частиц ∼100К (совместно с лабораториями АМИВ, РСМУВ, КФ, СМП). По спектрам ЭПР Gd-центров в оксидных стеклах с разной концентрацией Gd3+ ионов показано сохранение ближнего порядка в их окружении (совместно с лабораторией ФМЯ).
На примере сертификации фармацевтического препарата - антибиотика стрептомицина сульфата продемонстрированы принципиальные преимущества ЯМР 13С перед регламентированным фармакапейной статьей ЯМР 1Н. ЯМР 13С не оставляет неоднозначностей и может быть рекомендован на практике.
Работы выполнены при поддержке:
- Гранта РФФИ № 02-02-17463
Лаборатория pадиоспектроскопического структурного анализа