Сдвиг Найта при ЯМР в металлах

Влияние электронов. В сильнолегированных полупроводниках могут проявляться эффекты ЯМР, характерные для металлов, в частности сдвиг резонансных частот (сдвиг Найта). Этот сдвиг обусловлен тем, что во внеш. поле Но электроны проводимости создают в месте расположения ядра пост. магн. поле, смещающее резонансную частоту о)о (обычно увеличивающее её по сравнению с полупроводником, имеющим малую концентрацию свободных носителей заряда). [c.677]

В твёрдых телах из-за отсутствия усреднения спин-спи-новых взаимодействий наблюдаются широкие линии ЯМР. При исследовании ЯМР в металлах по величине сдвига Найта можно определить магн. восприимчивость Xs и электронную плотность на исследуемом ядре. Сдвиги Найта исследовались также в жидких металлах (с узкими линиями ЯМР ) и сверхпроводниках I и II рода. [c.677]

Измерения коэффициента Холла и измерение оптической отражательной способности доказывают, что электроны свободны или приблизительно подчиняются теории Друде, даже в тех жидких металлах (Bi, Sb, Ga, Ge и т. д.), в которых дифракционные исследования обнаруживают определенную долю неметаллической связи и поэтому присутствие несвободных электронов (см. раздел 1). Все же у некоторых металлов имеются небольшие отклонения от поведения действительно свободных электронов. В настоящее время невозможно решить, результат ли это ошибок прямых измерений ошибок измерения атомных объемов, используемых в теории для вычисления характеристик свободных электронов нечувствительности теории или действительного отклонения электронов от поведения свободного электронного газа. Ограниченное число измерений сдвига Найта косвенно указывает, что электроны ведут себя как несвободные, не вызывая изменений в сдвиге и, следовательно, в электронных состояниях после плавления. Измерения магнитной восприимчивости по разным причинам не способны подтвердить этого, но обычно вместе с электросопротивлением и эффектом Холла показывают существенное изменение после плавления при образовании свободного электронного газа. Это наводит на мысль (что не соответствует данным по сдвигу Найта), что плотность состояний после плавления значительно изменяется, хотя дело не доходит до положения абсолютно свободных электронов. Сообща- [c.142]

Сдвиг Найта. При фиксированной частоте резонанс на ядерных спинах в металлах имеет место при несколько ином магнитном поле, чем на тех же ядрах в диамагнитных твердых телах. Этот эффект известен под названием сдвига Найта он является весьма эффективным средством для исследования электронов проводимости. Энергия взаимодействия ядра со спином I п гиромагнитным отношением 1 может быть записана в виде [c.613]

Сдвиг Найта при ЯМР в металлах [c.613]

В гл. VI мы видели, что в металлах сверхтонкое взаимодействие между электронным и ядерным спинами приводит к изменению энергетических уровней ядерной системы спинов, выражающееся в изменении ядерной ларморовской частоты (сдвиг Найта) и появлению так называемого косвенного взаимодействия между ядерными спинами. Мы рассмотрим теперь динамическую роль этого сверхтонкого взаимодействия в создании мощного механизма спин-решеточной релаксации. При вычислениях будем считать, что сверхтонкое взаимодействие является скалярным контактным взаимодействием [c.331]

Рассмотрим малый элемент металла, по граням которого действуют только касательные напряжения (фиг. 5,а). Такой вид плоского напряженного состояния называется чистым сдвигом. Это не значит, что в рассматриваемом элементе нет нормальных напряжений. Как известно, для любой точки напряженного металла можно найти главные [c.22]

Таким образом, при всяком упрочнении всегда следует обеспечивать известный запас пластичности или вязкости металла. Опыт же показывает, что все методы значительного упрочнения металла ведут одновременно к понижению запасов его пластичности и вязкости. Схематически объяснение этому можно найти в том, что увеличение плотности дислокаций, несовершенств и дефектов решетки повышает сопротивление металла пластическому сдвигу (а до) относительно быстрее, чем сопротивление отрыву (оц р), как это представлено на фиг. 44. [c.45]

Для упрощения можно вычертить квазибинарную диаграмму Fe + (С + Оз) (рис. 43), в которой также можно найти линии ликвидус и солидус, а кроме того, две вертикальные линии, отделяющие область существования газа, Я и S — сопряженные точки, которые определяют концентрации расплава и образовавшегося твердого металла. Уменьшение давления (которое активизирует образование газа) сдвигает эту линию в сторону больших концентраций железа. Повышение давления сдвигает линию давления в другую сторону. Выделение газа может даже прекратиться, и концентрация оставшегося расплава в соответствии с линией ликвидус достигнет эвтектической точки Е, которой соответствует образование окиси железа. [c.21]

Первое измерение сдвига частоты, вызванного примесями, в благородном металле было проведено с помощью метода импульсного поля Кинг-Смитом [235], который зарегистрировал уменьшение примерно на 0,2% частоты осцилляций на шейке ПФ Ли при добавлении 0,06% Р1 (имеющей валентность на 1 меньше, чем Аи) и на 0,3% при добавлении 0,3% Ag, имеющего ту же валентность, что и Аи для Р1 уменьшение составляет примерно Уз величины, ожидаемой по модели жестких зон , а небольшое уменьшение для А (по этой модели изменения не должно быть) можно объяснить, если произвести линейную интерполяцию между частотами на шейках чистого Аи и чистого А . Более точные последующие измерения (см., например, [434], библиографию можно найти в работе [85]) на различных разбавленных сплавах показали, что при благоприятных обстоятельствах модель жестких зон дает качественное, а иногда даже полуколичественное описание изменений частоты, если принимать во внимание изменение параметров решетки. Однако эта модель начинает давать плохие результаты при больших искажениях решетки или в случае, если разность валентностей примеси и основного металла AZ больше двух или отрицательна. Дополнительные осложнения возникают также, если примесь является магнитной. [c.308]

Наблюдение и однозначная интерпретация П. п. затруднены присутствием соизмеримых вкладов — диамагнетизма ионов и электронов проводимости в простых металлах и ванфлековского парамагнетизма в переходных металлах. Ряд явлений — электронный парамагн. резонанс, гиромагн. явления и сдвиг Найта — помогает выделить П. п. из общей намагниченности и исследовать его зависимость от темп-ры и магн. ноля. [c.550]

В поликристаллическом образце ДЯ усредняется до АЯиз относительный изотропный сдвиг Найта измеряют в точке, отстоящей от АН II на % интервала между АН ц и АН . В литературных источниках для упрощения описания сдвигов резонансных кривых пользуются относительной величиной =Дv/vo или АН/Но, кроме того, если нет специальных указаний, под сдвигом Нанта подразумевается изотропный сдвиг резонансной линии. Сдвиг резонансной частоты в переходных металлах и их сплавах представляет возможность для изучения электронного строения [17]. Перечислим основные компоненты, из которых складывается найтовский сдвиг /СоврЧ-К . Пер- [c.176]

Созданная Найтом теория объясняет появление сдвига резонансной частоты (сдвиг Найта) наличием неспаренных s-электронов металла (vo — vr)/vr = Av/v, = (8яХрУо14 р (0) 1 )/3, где Хр — доля магнитной восприимчивости, обусловленная элек- [c.183]

Различное поведение частиц А1 и, например, Sn объясняют разной степенью спин-орбитальной связи, которая стремится разорвать и опрокинуть спины спаренных электронов. Но каждый неснарен--ный электрон вносит свой магнитный момент, увеличивающий значение Xi а следовательно, и К. Аналогично действует повышение температуры. Полагают, что у А1 спин-орбитальная связь гораздо слабее, чем у других металлов. Следует подчеркнуть, во-первых, качественно одинаковое поведение температурной зависимости сдвига Найта у частиц типичного сверхпроводника (Sn) и типичного несверх-нроводника (Си), во-вторых, отсутствие каких-либо особенностей этой зависимости при переходе частиц А1 и Sn в сверхпроводящее состояние (см. [81). [c.276]

Номура и др. [802] исследовали аэрозольные частицы А1 диаметром 80, 100 и 160 А методом спинового эха. Они нашли сильное расширение резонансной линии поглощения энергии по сравнению с массивным металлом, которое было отнесено за счет взаимодействия ядер с неоднородным квадрупольным полем, создаваемым вблизи поверхности фриделевскими осцилляциями электронов проводимости. Измеренный сдвиг Найта линейно уменьшался с температурой, стремясь к нулю при Г—> О К. Наклон этой прямой увеличивался с ростом D. Результаты практически не изменялись при переходе от //=27 кЭ к //=36 кЭ, что свидетельствует о существенном подавлении сверхпроводимости.. Поэтому наблюдаемая температурная зависимость сдвига Найта, по-видимому, полностью обязана поведению Хчет при слабом спин-орбитальном взаимодействии. Авторы полагают, что сигнал ЯМР от частиц А1 с нечетным числом электронов сильно и случайно смещен, вследствие чего он не дает вклада в наблюдаемый пик. [c.277]

В работах [805, 806] методом спинового эха исследовали частицы Pt диаметром 33—200 А, осажденные на силикагеле. Наблюдалась аномально широкая резонансная линия, более чем на порядок величины превышающая линию ЯМР в массивной платине. Было найдено, что это уширение линии обусловлено неоднородностью магнитного поля в пределах частиць и убывает как В области температур 1,7—77 К температурная зависимость ширины линии не обнаружена, вследствие чего уширение линии было приписано распределению сдвига Найта внутри частицы, возникающему благодаря фриделев-ским осцилляциям плотности электронных спинов вблизи поверхности металла. Анализ результатов показал, что градиент поля существует Б поверхностном слое толщиной 1,5 0,5 постоянных решетки независимо от размера частиц. Несмотря на эти аномалии, положение пика резонансной линии и значения Т , были такими же, как у массивного металла. [c.279]

Более позитивные доказательства можно получить из измерений сдвига Найта, который выражается уравнением (55). Если у некоторых металлов значительно изменяются электронные состояния после плавления (а это действительно должно быть, если для жидких металлов берут модель свободных электронов), то действительно должны наблюдаться значительные изменения в сдвиге Найта после плавления. Что таковые отсутствуют, видно из приложения XLVII [335]. Некоторые небольшие изменения К после плавления можно объяснить изменениями объема, но они меньше 1 %. Ясно, что эти цифры не показывают значительной перестройки в данной структуре Найт и другие [335] сомневаются в том, что такие из- [c.141]

ПРИЛОЖЕНИЕ XLVII Сдвиг Найта в жидких металлах [335] [c.224]

В металлах под действием магнитного поля спины электронов поляризуются. Поскольку среди валентных электронов всегда имеются электроны, у которых волновая функция в окрестности ядра близка к атомной s-функции, то их поляризация создает дополнительное поле, действующее на спин ядра. Это приводит к сдвигу частоты ядерного магнитного резонанса, получившему название сдвига Найта (1949) [248J. [c.448]

Экспериментальное определение частоты ЯМР, а следовательно, и сдвига Найта, дает возможность непосредственно измерить х — спиновую магнитную восприимчивость. Конечно, для нормального металла ценность этого метода снижается тем, что величина гр,(0) —плотность вероятности нахождения электронов на ядре—не может быть вычислена точно. Но если металл переходит в сверхпроводяшее состояние, то можно изучать отношение %s(T)lyi . [c.449]

Абсолютное значение спинового вклада Xs в магнитную восприимчивость удается определить, как правило, лишь в редких случаях и обычно из весьма тщательно выполненных экспериментов по электронно-спиновому резонансу на электронах проводимости. Однако это совсем просто сделать, извлекая нужную физическую информацию из экспериментов по сдвигу Найта достаточно лишь разумно оценить величину постоянной связи в металле и вычислить отсюда значение х. Сдвиг Найта имел важное значение для исследования металлов, сплавов,, обычных и интерметаллических сверхпроводников, а также необычных электронных систем, таких как, например, Ыах Оз. Эти вопросы освещены в обзоре Дрейна [17]. [c.614]

Сдвиг, обусловленный этим полем, называется сдвигом Найта его можно определить по разности частот ядерного магнитного резонанса для атома металла, находящегося, например, в составе иепарамагнитной соли и непосредственно в металле. К сожалению, сдвиг Найта пропорционален не только парамагнитной восприимчивости Паули, но и квадрату модуля волновой функции электрона проводимости на ядре. Поэтому необходимо иметь оценку этой величины (которую обычно находят путем вычислений), чтобы выделить восприим- чивость Паули из измеренного сдвига Найта. [c.282]

Небольшое изменение частоты ядерного магнитного резонанса при переходе от металла к диэлектрику ( сдвиг Найта ) осциллирует при изменении магнитного поля (см., например, [174]). Практически при данной резонансной частоте р наблюдается небольшое отличие А// резонансного поля для металлического кристалла и для изолятора, содержащего ядра того же изучаемого элемента. Величина АЯ/Я, имеющая типичный порядок несколько единиц на 10 , осциллирует при изменении у (и, следовательно. Я) с амплитудой обычно порядка нескольких единиц на 10 . Качественно подобный эффект следует ожидать, поскольку магнитное поле, которое видят ядра, должно осциллировать вместе с намагниченностью металла, а это означало бы, что амплитуда осцилляций АЯ/Я должна быть порядка 4тг1М1/Я, что не так уж далеко от истины. Однако детальная теория экранирования, обусловленного электронными оболочками исследуемого ядра, а также другими электронами, достаточно сложна, и интерпретация экспериментальных значений амплитуд является непростой задачей. [c.218]

Созданная Найтом теория объясняет появление сдвига резонансной частоты наличием неспаренных х-электронов металла. Учитывая плотность неспаренных электронных спинов, можно записать выражение для величины найтовского сдвига [c.175]

V для поликристаллических изотропных металлов. Среди других целей Грюнайзен надеялся с помощью двух зависимостей между этими четырьмя постоянными (только две из них должны быть независимыми) хотя бы установить применимость формул линейной изотропной упругости. Были получены как динамическое, так и ква-зистатическое значения Е, так что удавалось найти отношение значений адиабатического и изотермического модулей ). Относительно модуля упругости при сдвиге ц, Грюнайзен предположил, что разница между (изотермическим) и Н (адиабатическим) настолько мала, что он удовлетворился измерением только динамической величины 2). Эксперимент был механизированной версией эксперимента, поставленного Хладни веком ранее. [c.382]

Вывод о том, что коррозия возможна только.в случае поверхностной гетерогенности, проявляющейся в наличии участков с разными электродными потенциалами, не подтверждается экспериментально. Например, спектрально чистый цинк в виде поликристаллического образца или монокристалла растворяется в соляной и серной кислотах, следуя электрохимической кинетике 117]. Чистая ртуть, имеющая вполне однородную (жидкую) поверхность, окисляется в достаточно сильных окислителях (НКОз, конц. Нг804). Возможно окисление ртути и ионами Н " в растворе Н1 за счет резкого сдвига ее равновесного потенциала в отрицательную сторону (вследствие образования весьма прочного иодидного комплекса), что приводит к ислючительно сильному снижению концентрации свободных ионов Нд [18]. Окисляются ионами Н и многие металлы, растворенные в ртути, например, тот же цинк. Число исследований электрохимического поведения металлов менее благородных, чем ртуть, в жидких амальгамах весьма велико. Вполне однородная поверхность жидкой амальгамы не препятствует окислению металлов, растворенных в ртути. Наконец, если для таких металлов как цинк легко найти более благородные примеси, играющие роль катодов, то какие могут быть более благородные примеси для золота или платины, которые электрохимически растворяются в достаточно сильных окислителях Таким образом, одно из логических следствий теории местных элементов, хотя не все авторы это следствие отчетливо формулируют, не выдерживает экспериментальной проверки. [c.190]

При определении коррозионной активности почвы иногда приходится принимать во внимание специальные соображения Прежде всего нужно решить, с какой точностью следует измерить сопротивленйе именно в той точке, которая намечена на трассе. Здесь большая точность не играет роли. Таким образом, сдвиг точки действительного измерения по отношению к намеченному интервалу на 2—3 м не имеет заметного значения. Большее влияние оказывают отклонения от действительной трассы. При использовании четырехполюсных установок присутствие металлического трубопровода или кабеля под системой измерения может заметно исказить результаты замера ввиду высокой проводимости металла. Поэтому если измерения проводят по трассе существующего трубопровода или при его пересечениях, рекомендуется относить установку несколько в сторону от трассы. В отдельных случаях такое отступление приходится делать до 0 м. В других случаях приходится выполнять замеры на большей глубине, чем обычно, тогда увеличивают разносы электродов МЫ и АВ. В случае применения потенциометра ЭП-1 на результаты измерений могут повлиять блуждающие токи. Они обычно проявляются в колебаниях стрелки прибора. Чтобы устранить их влияние приходится или найти момент прекращения действия этих токов, или применить прибор переменного тока. [c.90]

Поскольку 5-электроны характеризуются более сильным сверхтонким взаимодействием, чем остальные электроны, даже в случае металлов с некубической структурой, то изотропная часть найтовского сдвига, определяемая выражением ( 1.77), будет, вообш е говоря, значительно больше анизотропной части. Найтовский сдвиг имеет тенденци1о (за некоторыми исключениями) увеличиваться с ростом атомного номера от 2,5 10 для до 2,5-10" для Hg . Таблицу известных значений найтовского сдвига можно найти в обзоре [38]. [c.193]

Как мы видели в разд. 3.5 и 4.3, данные по деформационной зависимости ПФ можно получить либо непосредственным образом, прилагая механическое напряжение и наблюдая изменения частоты дГвА, либо косвенно по осцилляторной зависимости магнитострикции и осцилляциям скорости звука. При использовании первого способа влияние растяжения и сдвига можно определить, комбинируя измерения при гидростатическом сжатии (которое для кубической симметрии эквивалентно просто отрицательному растяжению, но для более низкой симметрии дает комбинацию отрицательного растяжения и сдвига) и при одноосном напряжении, действие которого может быть разложено на растяжение и сдвиг. При косвенном методе деформационная зависимость в принципе может быть полностью определена независимым образом, но если производятся только ограниченные измерения, например измеряется осцилляторная зависимость магнитострикции только вдоль одного направления в образце, то полученная информация эквивалентна той, которую дает непосредственное приложение одноосного напряжения. В этом разделе кратко рассматриваются некоторые из полученных результатов, в частности для тех металлов, поверхности Ферми которых уже обсуждались в данной главе. Мы увидим, что экспериментальные результаты по деформационной зависимости могут быть полезны для понимания зонной структуры, а также что возможности существующих методик использованы пока лишь частично. Более подробное обсуждение можно найти в обзоре [146]. [c.290]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...