Подавление примесной спин решеточной релаксации квадрупольных ядер в кристаллах NaCl, NaI и Al2O3 тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

.СДЖГЧЖТКИ^РГСКИЙ гсстгствышй УНИВЕРСИТЕТ

Ва правах рукописи

УДК 539,143.4?

МАВЛаИАЗАРОВ ШОМКУЛ^ОСТОНДЩгЛОШМ

П0ДАЬЛ!Э31К ППМЙСНОЙ С1 ПИН Р2ШЕТ0ЧИ0Й ГЕЛАКСАЩИ КВАДтШЬНЬХ ЯД№ В КРИСТАЛЛ -Чао), Ка1 и k^.?0J

онедиял" юсуь: Ol.0d.O7 - физика твердого тела

Автореферат

диссертации на соискание ученой стелешь кандидата фязако-матвматичеохта неук

Сашст-Петего'ург - 10Э5

-----САЖТ-РКГЕРВУРГСККЙ ГОСТДАРСТВЕННЫЙ У.'КШ'СКгЁТ _

На оравах рукописи

УДК 539.143.43

МА8Л0Н13АР0В ИМбМКУЛ ОСТОИДКУЛОВИЧ

ПОДАВЛЕНИЕ ПРИМЕСНОЙ СПШЧ?£ИЕТОЧНОЙ РЕЛАКСАЦИИ КВАДРУПОЛЪШХ ЯДЕР В КРИСТАЛЛАХ Мл CH. Kai и XI¿O.

Специальность: 01,04.07 - физика твердое тела

Автореферат

диссертации на соискание учевоЯ степени кандидата фа :''.ík о - м? тг- м а тач о г; ки: на;','с

Спикт-НэтерЗург - 1095

Работа выполнена в Яаучво-ясслвдрщ -сельском институте фпэиа Санкп'-Патербургского х^сударствешвого университета.

НАУЧНЫЙ ГУКОВОЖСЕКЬ:

доктор физико-математических наук, прсфесоор Чарная *З.В.

СФИиЗШШННЕ 01Ш0ШГШ:

доктор фнзико-«атзыатическзш иаук Визннн- B.C., кандидат физико-математических наук Касперович B.C.

ввдущая оргднизлдая,-

Санкт-Петербургский государсмзешшй едектротехнически: университет.

Защита дессвртадки состоится " ^¿t/f/Zjf/foC- I9S5 год

П¿¿j^acoB за заседании Диссертационного совета" Д4063.f>7.32 ш за!ч^те диссертаций на соискание учэпой степени доктор: фгошо-иатеизотзяеских наук В Санкт-Петербургском государственно; университете lio адресу:

Т39034, Саскт-Петербург, Устверситетская наб., 7/8.

С диссертацией; mosbo ознакомиться в библиотек-Сэякт-Патербургского государствеяного увиверситета.

Автореферат разослан "" fi^d^ 1Э95 года.

Ученый секретарь дссрортациопп'л'о совета доктор фаз,-мат. паук,

профессор ✓у^"""

В.Л. Соловье!

ОбЩДЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ

Актуальность теин. С развитием науки и современной техники возрастает потребность как в получении новых рдотельдах материалов с задаетш свойствами, тнк а б улучшении свойств традиционно испэ.яьзуеиых материалов. Иг тестгггс:хш> характеристики определяются в первуз> очередь реальной структурой, наличием примесей, упорядочением, атомю-модакулкраыыя перестройками и другими физическими прс>цесс»ми. Зо многих, даже широко применявши: материалах ети свойства ^лабо изучэпн, что в значительной степени обусловлено недостаточной чувствительностью и информативностью традиции стих методов контроля я физических исследований. Ядерный магштшй рэзонанс (ЯМР) является одним из наиболее быстро прогрессирующих в настоящее время из годов анализ? структуры твердых тел. Разработка нотис чувствительных методик в ЯМР-спектроскошпг, повышение разрешающей отхххЗшсти связаны нв только с технлчьоким усложнением и еитонал-изадией спектрометров, во и с успехами в ночимапяи физики иг<ведания ядерных саинов , в адекватном описании связи характер/ лик ядеряых сшшссых < 'стен с реальной структурой, твердого тела. Именно с применением новых физических подходов связаны иоследпие достижения п радиоспектроскопии. &то, гережде всего, методы о.укегая линии ЯМР и твердых телах с помощью специально сформированных го«аульсяых последовательностей, вращение образцов, мцигоквадтовая ЯМР-сивитрг --копия. Однако способы определенен скорости ошш-реиеточкой релаксация ядер по существу . стаятся тгадициотплга и до тгагточщего времени ш претерпели ^иицдаизльш« изменения. Хотя величина времени ядерной сшн-реш&точпой релаксации Т.( является о дай.-! аз основных измеряемых параметров в ЯМР а легюербдетионно отражает интенсивность лзгииодействия системы ядернкх егтяо.н с решеп-оЯ, проблема заглг.чается в тон. что определяемый ообствежм структурой твердого тела квадруггольякй рзшеточнъгй вклад в Т^ маскируется по многих случаях так называемым прклеегшм вкладом. историй является оущеотвенты даак для образцов, :;олученлых то 0С0'50 чистых материалов. Участие примесной релаксации затрудняет пи.цучеоте информации из данам по измерению Т.. Использование гя моде.:ышх нредставлевий иосст

оценочный характер. С другой сторочы, однозначное выделение прим&сиого вклада в V j позволяло он судить о количество к пространственном распределении точечньг^ дефектов в объеме с/бразца, получать внформацепо о спиновой диффузии, об интенсивности су aspe. ргтонкого квадрулсльпого и диюльяоге взаимодействий и г,и. Для ядер, обладающие квадруппльним моментом, недавно было сообщено о прямом вкссеркментальном разделения механизмов ядерной спин-решеточной релаксации с помощью нового метода, использующего электрическое стационарное насыщение спиновой системы. Однако этот метс;д примени« для ограниченного числа тверда* матера..лов, в которых изучаете ядерные спины находятся в ноцентросимметричном окружении. Теоротачеоко-? с Основание метода било проведено в рамках так называемого "дефектного" механизма сикн-реЕеточной связи, щодоолзгавдего локальный перегрев ядерной сшш-систекы вблизи парамагнитных цен ров под действием резонансного стационарного электрического поли. Вместе с тем в научной литературе имеются данные о . лпкалыюн увеличишш bsposítkoctsi индуцированных резонянсньшн магнитным и акустическим полями переходов ядерных епинон около пар&мзгнитЕой примеси, влияние такого рода

ефч-'Ктов на сшш-реше точную релаксацию ядер в условии дополнительного мзгнгтвогг, и акустического насыщения линии ЯШ' до настоящего времени не рассматривалось.

Целью диссертационной работы является исследована» влияния стационарных акустического и магнитного полей резонансной для зеемаповской спиновой системы квадруполыых ядер частоты на процесс ядерной с пин-решеточной релаксации в тверди даг. лектриса*.

Для достижении указанной целк были поставлены задачи: разработка нового метода измерения времени ядерной егшн-реие точной релаксации в условиях стационарного акустичеокет-о ми магнитного насыщения сигналов ЯШ' для прямого разделения с твердчх диэлектрика* примесного и квадрупольаого решеточного вкладов; модернизации имлульсяогс спектрометра ЯМР, включающая подключение блоков стационарного насыщения .пинии íl'íP дополнительным акустическими или магнитили« полями; применение разработанного метода для и'.'с.подовшшп процессов спин-решеточной

•Í

релаксаидгг ядер ha в воникально чистах шелочто-гзлоедных

Р7 ------------------ " "

^ркста-глаж HaCl и Kai, э твад® AI - я слабо лаг-ировалш«

мо!5окркйг.'злшаг хор/нда; выделе ние щжмесдаго вклада з

■у-облучешок эбразцаг корунда; исследование те лературтзАХ

зависимостей квадруттолытой регьеточноЗ и пршвспой релаксации з

ре?льнм2 кристаллах; гь'алитз моделей нйсъгцотся лжшк ЖР чьрез

дефекты для ибзсноййиал оффекта локального перегрева лдэрзыж

стгитюр вблизи пирамагпиупых цеггшов стацгомарпчм акустическим и

м-аттгптзии г/оляни.

Научная яовизиа. В дисоертациинтюй работе впервые

дкссериглеятальгго докязааа вооиэхяооть .локального перегрева

системы ядерных спяяоз вблизи парамагнитных центров и перекрытия

¡хримесного канала ядерной спин-решетотаой релаксация в условиях

ийгкитгюго йасы'де:гк11 линии ЯМР на примере ядер 23ыа в кристаллах

й7

хлористого п йодистого натрия, и ядер i..l » кристаллах корузда.

Разработаны новые методу разделения и прямого измерения

времея рекеточной я примесной компонент спин-решеточкой

релакейцзя каэдрунольных ядер с использоваииец резонансных

сташюпарлых акустического илр магнитного полей.

Впервые проведено прямое измерение определяемого

кристаллической структурой образин кла цруиольыого решеточного

вклада по время спич-рошеточаой релаксации ядер ^Na в NaCl и Nal ?7

и AI в образца корунда для длапазояа температур от ?? К др

3(.;0 К,

дко оергачкг-йьетй работы определяется важностью для ЯШ'- pejaitcoM^rpun рнздельнот'о измерения н о,щам твердотел \ом образце примусного и решеточного wта,по:: в спйн-реаеточнуп релаксацию и зэ:уаячяется f разработке приникгткад'.по нового нетепл 'лзнгре'".!^ нремрогл ядс-рсой пгап-реиетечной рел«кса.«ии, Kovr.pwft inscei Чуть рэализопак па гтгкдэртпом нромишлодгом спектрометре Я??. Кроме тоге, c-inapyi. шпЛ иф^тект локального пере.*речя еггакмюй систем!/ ядер под действием резонансных полей и дх шятчяял m рг-ллне.чцкешшз хя^.жтерлст.гш ••ywacTB'jHPU для проъ-ллилой шт-рпр'-тмт! рглиогаектр- с гм: п?че с ".л к д.эл>шх ;; реальных образцах и для <1лаллза примесной структуры, Оснсшше пежжпмя^гшгтос-пмы^ ^¿лцпу:

Метод прямой) разделения ¿падруиолььл'о реызточнох-о • к

примесаого механизмов ядерной опж>|-решеточной релаксации в твердых телах, основанный на подавлении последнего стационарным резонансным ультразвуковом полем;

2. Эффект локально;« перехрева спнноной системы квадрупольяых ядер вблизи имеыцихся в реальном твярдэм теле парамагнитных центров при воздействии па ядерные сеяны магшк'ного поля резонансной ларморовсксй частота;

3. Метод прямого измерения решеточного и крказсного вкладов во время сшга-решеточаой релаксации и дер в присутствии стапловарного магнитного поля, насыщающего линию ШР;

4,. Экспериментальное разделение хвадрупольного решеточного и примесного вкладов в процесс спин-решеточной релаксации ядер в номинально чь гих щелсчно-галоидпых кристаллах Nal и NaCi, с тахе ядер J Al в легирсвзтшых хромом я подвергнуть« 7-обдучешго кристгдлаг корунда, проведенное при различных температурах; G. Анализ модели локального перегрева ядерной сгшк-скстемы вблизи парамагнитных центров при воздействии на сгпгн-систс.'лу квадрупельнет ядер акустическим ют* магнитным полями, насыщающими линии KMV.

Апробация работы. Основные материает диссертации докладывались на Яб-ом копгресег AMPERE (Афины, 1992>, ка й7-ом конгрессе AMPERE (Казань, IS04), на 16 Вес российской конференции с мзадуаародннм участием по Акустоолг.ктрозике и физической акуссиже твердого тела (Cui-.тнвкар, 1934), а также па семинарах отдел» Фязикк твердого тела.НИК Физики СПбГУ.

Пубдякац'ли. По материалам диссертация опубликовано 10 печатных: раС;от, в том числе два патента за изобретения. Список публикаций приведен в котле автореферата.

Структура и объем рчСоты. Диссертация состоит из введения, нести глав, заклачения и списка цитароватгой литературы из 89 найме нова кий содержит 133 страницы ма^ююяйсапго текста, включен 33 рисунка и I таблицу.

СОДЕРЖА-МЕ FAE0ÏU. -й!?1 обосповииае тся йктуаяьяоеть теми

дассрр-1 'эцкопцой рэботч, «Е-ээмуллровззты цель л годом» исслрдсва»шя, а ?3'.сжп аиложеизя, пин oi'iw«? t'a гавдоу. Кротко

ó

изложена; структура и содевкаяке работа» дается характеристика научной повязки и практической цонпости получепюк результатов.

3 цервой главе рассмотрены механизмы спин-рйщетсчпой релаксации ядер в непроводящих твердил тзлах. nocorfe эх теоретического списания и разделение о^их механизмов в реальных образцах яа основе существующих модельнцу представлений.

Для ядер со сшшом больше I /3, обладзицнх квадрулоль&ым ¡электричке ким моментом, « соип-реветочпсй связи приводят модуляция тенловыли колебаниями решетки вчутрикристаллическах алектричееких полей. 3 идеальных диэлектрических кристалл«* твко* механизм играет, как правило» основную роль. . В реальных кристаллах с гсш может конкурировать сиин-решетэчпая связь через парамагнитные центрм. Процесс епшх-решеточной релаксации, идущий с .участием аарчматаатаых примесей или параняштных центров любой другой природа, например, точечных радиационных дефектов, получил название примесив релаксации. В диссертации рассмотрен тшзстзшй случай малой концентрации парамагнитных центров, позволяющий m учитывать взаимодействие втпх центров друг с другом и идущий с участием епкпозой диффузии.

Как следует кз имеющихся в научней литерятуре давних пс оши -решеточной, релаксации, достаточпм точный расчет примесного вклада в" время ядерной спин-реиоточчой релаксации практически невозможен, а следовательно невозможно прямое детальное сравнение теории с екегхеримезтом . 3 час кости, существенную »еопред-ленность вкосет необходимость использования приближения даФ1<узиа:пгого барьера и нетсч'ше данные относительно Шопены коэХфкцп :га спиновой диффузии.

Во второй главе диссьртацня описывается подготовленная для проведения аппаратура, которая позволяет изучать

спиновые рела<;еадосат-ке процессы >фи одновременном стационарном воздействии дополнительного резонансного акуот чеекого или магнитного поля. В качестве релаксометра бил использох»ап модершгдеровышчй импульсный пзноу.амвш! спектрометр WCli-l. Лополнительное ота^онарнсе акустическое паемм-яне .""оздасдлось с помощью аозбузде.-шш в образце дяффуздогл акустического поля па дссСиоЗ ларморовской частоте, '.то '.-ос гветствует вссиЗужлс-нияз переходов с нзмедаш-см магнитного ивгиговоп.. числа ич деаЯку. Для

втого на торец образца прикл шалая пьезоэлектрический преобразователь. Дополнительное магнитное насыщенно создавалось е помощью специальной катушки кндуктивЕ1>Сте, намотанной вокруг исследуемого образца. Поя этом частота возбуждаемого поля била близка к лармсхювской. В текста главк обсуждаются режимы работе аппаратура и тробонанмя к подготовке образцов.

В третьей главе приведены т'.оперименгзльгаге результата ИЕмеренЕЯ чисто рзшеточного и примесного вкладов в ядерную спин-решеточную релаксацию Кта в щелочно-галоидннх кристаллах хлористого и йодистого натрия ттри условии акустического насьидегош личин ЯМ?. 8 начале глэзы обсуздаптся нринцшиэльные оснонн разделения мгхазгзмов релаксации в едком образце.

Суммарный процесс ядерной спин-решеточной релаксации (СРР)

от 1 I * —-1

ядер -"Ка в цело« характеризуется врегленем " 1ТГ) } :

1 г • ■ '

где Т.| и - решеточный к ирзмсгсшй вклада, соответственно.

Примесная ядернля СРР реализуется за счет того, что вблжзи

имеющихся и образце аараглагантонзг примесей идаг других дефектов,

релаксационные процесс» вдуг на несколько порядков бнетрее, чем Б

основном объеме- Вследстпзе этого локальная обратная спиновая

температура в околодефектной области пропорциональная

локальной опаловой намагниченности, ближе к ргнаовесному

зшг-гечим, равному обратной температуре решетка а^, чем средняя по

объему величлш <а>: |а1о„ - а^) |<а.- - . Локальное яометлие

гштяоноЯ температуры распространяется на весь объем оорззца

благодаря спиновой диффузия, и тем самим сказывается т скорости

изменения <й>. Для наиболее рьглгровтпоязнпше способов игмерешы у

Ерпмзни СРР по коистэповлеяжю сигнала рамагшгчегшости после насыщчния пр'.тмесаая УРР идет в условие С, ос > <а>. Если с ггомокл» донолшптельтго внешнем:? воздействия уменьшить Д<> значения

а,„„ О, т.е. н&сытать околодефегстную область, то капля

АОО

нримсопой релаксаггин пирскроется, я восетэдопление средней по

обгону аймаимчпкностл будет окре Л'- ллтьон только решеточшм

1

мехапягмом, ".то даст ьозмокноси. измерить

С целы» разделена^ релагочногс и прьэлееного вкладов е СР1- в данной. было аронсдспо измерение времени ноггтанонленЕя

поело »ш-лгпюго писшденкя продольной состгвл-адеЯ нама2-11к.чмшо."ти лд>'!> '"'Ь-ч и присутствии ультразвука двойной

яарморспской частоты. При позд&йствии доаолпительного

акустического поля в яда{яюй._ сшшовой системе индуцируются

квадрудальвме пкрехода^ приводящие тс выравшпэанию ааселеннсстей

урз вех»<4° Возникающее насыщение характеризуется фактором

акустического насыщения Ъ - '•<*'> где <а> ^ - ycv шовнзщреся

значение <.«Д> под воздействием стационарлого ультразвукового поля.

Ядараая намагниченность и усчяояилх насыщения долглэ

восстаказлииеться но гкспоияициальному загашу с постоянной

зромрци ч = 7.Т |. Коли пе игменяется ups ааситц^нии, то

аАссиерймеитальная зависит.«" "гь 1 !Z h получаема« щм пзмезилал

интекситтиост:* шсустичеокото поля» дояжта амать ввд прямой, v

ооогйетстаузхцей % - ZT^". Ранее методом акустического ядерного

резонанса было показано,что вероятное тъ индуцдоовагиых

ультразвуком переходов а ядерной сшш-еистеме, а также отнотгние

вероятностей индуцированных и релаксационных переходов около

дефектов значительно больше» чем в регулярной решетке. Это

поззоял "F огидать более аффективного нэсичеляя спин-системы в

околэдзфектзоЛ области. Узким образом» иоередстном е^^стачосхого

воздействия fäosao дол тешут ь такого локального перегрева егммолой

с^сггеан, что а, " о, хо*й <сх.> / 0. В ятйх у&гоииях з ¡ipouewi

гэморепке кзввл 'ipKWPC'ioB: дотмдошс о>дзт it ре;сркг: з

г(й» «догааан •>" некоторого Z будет иметь яад •( - £т|.

;'оз> ¿нл-ата кгшчреттЗ i (Я> дгч двух гаг-.-люпы;1 «гнотдолию

•».с -w. crjpöc.u'ii» КЧ01 пргдетмзл&го) нч Ркс. I. йам«*р«яия проводом.

ирй те/ячературе 7? К. В отсутствие дополнительного акустического

воодейс^ии« (7.= 1 V для обои?; кристаллов •[ - Т". Для обрязца J

зао'лсимость i f 7, d предела s лз^енешля Z от 3'.С до 0.7 сохраняет

v

линейпнй характер, при атом пеличинр осгчртся пс,с7ч.'«ьиой

У воличепт?? мтмкчшпостя у •(»»тазяука mvMVievant- „ючалыл ur>7>eгрена оклюдеф лтоой о^лзста приводит к торможвтл приме с-исй pi лгьссйщы. Начиная с 'ь - О.ЛЬ при дальнейшем уменьшении 7, зависимость •[(£) снова становится лигг-йлой. При dtom ре.аакомтп оСеспс-чмнае-"с.<! только рошгточнчм ж-хлккзмо* л лярмхтег'яч'у jto<i Нр'.ЛеиГМ ''j ' v. "Пч«»В1Я 3iüj исч.лость "c'i»)

ri6j..''3iia '.чя.ч'ч'и'ли^л нид.

о

Рис. I. Зависимость постоянной

времени восстановления 1

продольной составляющей

23

намагниченности ядер Ыа от фактора Z в монокристаллах NaCl дли образцов X (I) и Я (Я).

Штриховые линии

теорйтичегкяя зависимость 1(2) для СРР со Бременем Т^, сплошная лилия - чисто решеточный вклад.

Акалогичзце измерения

ijvi

и ÏT ядер

23„

Na в условиях акустического насыщения били пропедснш в кристалле ' Mal. Правильность интерпретации полученных дагашх была дополнительно яидтверадена измерениями амплитудной йааисимости акустического насыщения.

S четвертой главе диссертационной работы представлены окоперкызстальные исследования изменения «•короста релаксации при стационарном магнитном насыщении лилия НМР п образцах iiaCl и NaT, мгасашшт в главе 3. Била обнаружено, что аффект перекрывания канала примесной. релаксации, обусловленный локальным перегревом околодефектной области, возникает такте в случае ¡.игнятпого наеитеиия линии ЯМР. ~

На Р.тс. 2 представлены результаты измерения времени восстановления 1 сигнала ЯМР после полного шяульеног-о лаешцэния в зависимости от значения фактора стационарного магнитного

о-}

насыщения Z линии ЯМР ядер На в номилалыю чистом кристалле Mal при Т - ?? К. Приведенные результаты можно сравнить о дашшма, подученными при акустическом насыщении, также 11ска:зашшм;1 па Рис. Й. Kai,- тчгдно, общий ход г (Я) сохраняется

независимо от природа насыщения. Наклон участка прямой 1(Z) при ш: S дает аеличину решеточного времени СВР Т.|, откуда можно

рассчкта?» время ij'.-------------

Л^жзедешпге па Рис. 3 дашшо достаточно убедительно демонстрируй1? подавление примесной релаксаций i условиях магнютлого стационарного насыщения, однако втот аффект, а таг.же его интерпретацию, можно дополнительно подтвердить, яспольяун

способ измерения времени

по восстановлении сигнала НЧ? после

ТОО* ккпульоа, алвертярутацего ашгаггаггетгость. Действительно, на доряг/м чтзие восстшюлл^нвя намагниченности, когда <«•>

отрицательна, сохраняется ттеравеасхво а

хос

"Д41

аозаилсимо от

итегтян -т^циопурного ячсицешя. Таким образом, восстаповлелкс

Ряс, '.}. Зависимости t(2i стчщт ч«р!1,)г? мыштюп (i -3} л акустического (Л) насцвдния цря г.осстанов-лешгя памагттччпно-т'.! ip^vir полного имкульсногг. игги.т-п I П , ! ) и ч>к-

'Л • '! ) л -U • и ;.

-1п{1/2•(i - <a>/<a3t>)}

Par. 3. Ход восстановления стицкона'рной HPМгИТППГТтос ■¡■л imcjif- ii'.O имлу.пься дл;'

;; .a 'П. - <.••<?) ¿2).

Г. - ''.41 (i,1 и S О. ?0 ;.

обратной спиновой температура от отрицательного значения до < а :

- О долаяю определяться суммарным вкладом примесной ш решетсчко! релаксация при любом Z, а восстановление < а > от < а > = О дс < а > = < а > t должно характеризоваться временем а = ZT^ лт больших Z и временем 1 = Zt| для чалых Z. г-фаведошвость такогс утверждения иллюстрируется Ряс. 3, на которое показан год восстановления стационарной спиновой намагниченности ядер г том s® образце Haï в виде графика зависимости 1п{1 /2(1

- <a>/<a>afc)} (горизонтальная соь> от интервала времени At между 180° импульсом и зондирудим 90° импульсом. Такая формг представления результатов удобна тем, что тангенс угла наклона прямых к оси абсцисс даеч" величину а.

В четвертой глав© приводятся таюье температурные зависимости времен релаксаций и ядер 23Na в кристалле хлористого натрия в диапазоне температур от 77 до ^00 К. Результаты, полученные для *îj0 показали некоторое отклонение от ожидаемой теоретической завксгоюоти, что по-видимому киляется следствием приближений, введенных при построении теоретической моделл.

В пятой главе диссертации приведены результаты изучения

воздействия насыщающего магни ого резонансного поля на процесс

восстановления ядерной намагниченности для находящихся в

27

жху&пескаи о:фуя.-ании ядер Ai в легированны* ионами хрома (до концентрация 0.03$ и 0.0CIX) кристаллах корунда. Ея/ервцо проведено прямое измерение î} в корундо, данные по Т:" юрошо согласуются о имикцилчаея в научной литературе. Для оорагца

с ковцевтпацяе» 0.001 av. % зрома прк ориентации под 3 1 1 магическим углом детально исследовано изменение ï( к Т., с

температурой, s тякже проведено разделение м?уагст:-.мов релаксации

после '^-облуч^гся.

В общем случае производной ориентация кристалла к неегчпидпетантного спектра ЯМР каадоа оаре соседних стяговых уровней соответствует не тол.:ао cloh опрс-деленаая частота возбуждающего перехода хахыгмюго поля, ко имеется свой

временной закон восстановления разниетя населенность it ядерных /ровьеЙ к равноиег.ному значении. Тем иг менее, ¡грокеденные измерения убедительно демонстрируют возможность подавления примесного вклада в СРР так*» и в случае аееквидастантного

спектра. .. - —

_ Облучение образца ' привело к увеличения скорости приме свой релаксации ядер " A3. С помгацьш модели невзаг -одействукшга • центров для случая пркмвеной релаксации,

огранкчешюй спиновой диффузией, из даншк измерен1 й численно оцепеко увеличение оффектжзности релаксационзпк перегодов с участием атожв Сг и количество перезарядившихся центров по&по 7-облученпя. Оысвг облученного образца привел к восстановлении арезких релаксационных параметров ^ kl.

В шестой гляпп диссертации рассмотрено теоретическое обоснованно эффекта подавления примесной спин-решеточной релаксации ядер под действием акустического ш магнитного полей, насыщавших линию ЯМР. В случае акустического воздействия усиление спин-решеточной связи и механизм локального перегрева спиновой сЕсте^- квадрутголъных ядер анализируется на примере ян-таяягровсюах приме сши центров Си .

При условии резонанса фактор стационарного насыщения

у

определяется выражением % - 1/(1 * WTp, где W - аффективная

зерояжость ицдуцироваикшг переходов. Условна того,что

Еблхзк npwîoeS заик чем в основном объело, можно загасать кэк

10С"1 ' ' 1

гпе S. a - вероятность япдуциропгЕЕыг переходов и уреия

ядерной спкн-j. „'неточной релаксации вблизи примесей, еоотеег'стаедао.

Усиление связи ядерннл спинов с акустической волной

щюиетодат вследствие взаимодействия ян-теллеровского центра с

деформациями решетки и квадруполыюго суперсвери'ожого

взаимодействия примеси с якершлми спинами. Кспользул результаты.

но.пучепнке йри рассмотрении экусппесчого ядерного резонанса в

2+

герь'сталлак fiaOI, легированны/. Си , можно показать, что при акустическом насыщении (*joc'P^40>/(KTf) « ICS. Эта оценка подтверждает возможность перегрева ядерной опия--системы пблиззи паремзгпигнкх acîr/po» у;<ует'.г;>.eK.w до.:;??.:.

Miatp^f;:->ли"1*<'!;;1я модель магпииюгг., стационарного «гасицояая, иы^оьчного :i«T1T'HK-"ir.vnib!iii тфимеетм. суоя:а i модельг. orcycTB4Piitt•'•■•/ uncwecmi». Р эт^м cjyw vicneîiKoe взаимодействий ядер о MJi'iûiTiiHUn шлямн через примеси обусловлено

i 3

взаимодействием парамагнитного центра с наснщагшш палеи и иаг-ви-гвым суперсверхтонким вз аююде Йствие м приме се с соседними ядрами. Оценки показывают, что при этом (W1oqt|oc)/{WT^) > I03, что также свидетельствует о возможности локального перегрева ядерной сшк-системы.

ОСНОВ'Ш РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ I. Разработана вкопг.рименталыгая методика и произведена модернизация ШР-^лаксо.метрь для измерения времен спин-решеточной релакоьции квадрупольши ядер в присутствии дополнительных стационарных резонансные полей.

Й- В присутствии ультразвука, возбукдаицего перехода ядерамх cuzeob ыввду зеемаиоьскииа уровнями, проведено подавление примесной релаксации в номинально чистых монокристаллах иодистого и хлористого натрия. Получено подтверждение эффективности модели дефектного механизма спин-фэнонной связи, непосредственно измерены величины характерных времен квадрупольной решеточной и примесной релаксации.

3. Обнаружен 8({фект ахжальтэго перегрева системы ядерных спилов вблизи парамагнитных центров стационарным резонансным магнитным

йз Р7

полей на примере ядер cía в образцах Nal и NaCl и АЛ. в легированных хромом кристаллах корунда. Fia основа втого эфректз предложен новый метод прямого измерения решеточного и примесного вкладов в ядерную спив-рецеточнуы релаксацию в условиях мягнитаого насыщения сигнала ШР.

4. Пр« дополнительном магнитном насыщении выделен решеточный

р з

вклад и спин-решеточную релаксацию ядер Щ в кристаллах NaO 1 и

Nal. Измерена темлературяая зависимость реиеточпогс вклада в Г., • эч 1

для 'На а NaOl в диапазоне . 77-300 К. Показано,что изменение

гтого вклада с температурой только приближенно описывается в

рамках традиционно используемой ¿юдели даухфэнонной рамановской

релаксации.

5. В на кубических кристаллах А1о0,, легя}ованных хромом,

27

=. произведено подакление примесного вклада з релаксации ядер Al дополнительным резоязнсным магнитныч полем при различной ориентации образцов во внесшем квантующем поло, соответствующей различному квадруасльчоиу смещены: зеемаповских уроьнчй. Измерена •температурив» зависимость реыеточного вклада a l в области

температур 77-ЗЛО К. Показано, что, как и в случае ядер Na в кристаллах WaCi, решеточный склад только приближенно описывается -в рамках традиционных моделей сшга~р~шеточной релаксации. р . Длг кристалла ¿1^0^, легированного хрочом дс концентрации 0.001 аг.%, при ориентация тюд магическим угло^ проведено сравнение влияния насыщающего линии 1ШР магнитного поля на спин-решеточную релаксацию др и но еле '¡"-облучения с дозой 5*106рад. По результатам измерения определены эффективность енпзн njuMüCHHx центров с ядерными спинами после их нзрезарядки облучением и доля изметтшЕХ свое электронное состоятгае парамагнитных центром.

7. Показано, что полученные экспериментальные результаты полностью согласуются с разраоотаягшмя теоретическими моделями локального перегрева ядерной сшш-шстемы при воздействии стацш; зрных резонансных акустического и магнитного полей. .

Основные результата диссертации опубликованы з следуядах работах:

Г. Щжценко П.Ю., Мзплоназаров И.О., Мнкушэя В.М., Чаряая Е.В, Прямое измерение решеточного и дефектного вкладов в сшот-решеточнуто релаксацию квадруполъпых лер в кристаллах ОаАз и mi/AWT. С992. Т. 34, J* 6. С. 17ЬЗ--1758.

2. К?ат;лоназаров л.О., Мжушев В.М. Измерение времьш» ядерпой опил- реи:еточчой релаксации в мококркстдятлах хлористого натрия в присутствии ультразву1са//ФТТ. IПОЗ. i. ЗА, # 7. С. Я£57-ЗЙ(Ю.

3. Мазлоназароп К.О., Микуиев B.U. , Чарпия Е.В. Прямое измерение реае точного и примесного ргсладов в ядерную <льш -¡¡ыаетпчцую релаксации в условиях магнитного ннсыцения//Письма » ЖЭТФ. ISS2.T. 56. Jt Т. С. 15-17.

4. Мавлопгзароп ".О., Мигк.ушов В.М., Чаонал Е.В,. Ядерная сшш'--решеточная релаксация в условиях ыагшганого насыщения //Письма в ЖГФ. 1993.Т. 19, * ТО. С. 70 73.

5. Kavlonaaarov 1.0.. Ctamaya S.V., fiiiruehev V.M. Direct meflSTireii'ent о Г {he lij'.tic^» and impurity components oX i.U«5

-Jattice re 1 злаI. ion r {,»■.• or tjw1x-n|-e)e Eucloi/ P.voo. üb til Ccagrees Ata>'BPJi. Aphlene, 199?. 5*32-%».

М-ашмтадч « И.О.. Чя:7»н Ъ.Ч. !ip;ws*?u2w

1Свантовоаку стических методов для исследования мегавшзмов ядерной спин-решеточной релаксации/ Тез. докл. 16 Всврас. кон®, ш акустоаьектронике и физической акустике твердого тела. Сыктывкар, 1994. С. 34-37.

7. Мадлоназэров И.О., Микушев В.М., Чарпая Е.В. Способ измерения

насыщения дяшш 1.ЫР. Патент Л 2034856. Зарегистр, в госреестрч изобретений 15.13.94. бли. № 23,

8. Маглопазаров И.О., Мшсушев В.М., Чарнап К.Ь. Способ измерения решеточного и приме choi-o вкладов в ядернум спип-решеточну» релаксацию методом ШР. Патент * 2024855. Зарегистр. в гос1.эестре изобретений I5.X2.9i. бюл. Я 33.

Э. Charnaya B.V., Mavlonasarov I.О., Hikushov V.M. Using oî additional resonanoe Heids for iapurity nuclear spin-lattioe relaxation supreaaion in insulator crystals/ Abstracts of the 27th Congress AKPBRB. Kazan, 1994. V. 2. Р.762-76Э, 10. Chamaya B.V., Mavlonazarov I.O., Mikushev V.M. Separating of Lattioe and Impurity Contributions in Nuclear Spin-lattioe Relaxation under Steady Sa+ ration Conditions// Joum. of Magnetic Reacnanse A. 1995.У. 112. P. 96-101.

времени ядерной cmm-решеточноа релаксации в условии магнитного