Теоретические основы мессбауэровской спектроскопии в радиочастотных магнитных полях как метода исследования наноструктурированных магнитных материалов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

ВВЕДЕНИЕ.

Глава I. ОБЗОР ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРЕТИЧЕСКИХ

ИССЛЕДОВАНИЙ МЕССБАУЭРОВСКИХ СПЕКТРОВ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПОД ДЕЙСТВИЕМ РАДИОЧАСТОТНОГО

МАГНИТНОГО ПОЛЯ.

Глава II. МЕССБАУЭРОВСКИЕ СПЕКТРЫ СВЕРХТОНКОЙ СТРУКТУРЫ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ РЧ МАГНИТНОГО ПОЛЯ В

АДИАБАТИЧЕСКОМ ПРИБЛИЖЕНИИ.

II. 1. Детерминированное описание мессбауэровских спектров для ступенчатой временной траектории сверхтонкого поля.

II. 2. Релаксационные мессбауэровские спектры при воздействии РЧ магнитного поля. Стохастический формализм Андерсона.

II. 3. Релаксационная модель и магнитная динамика ансамбля взаимодействующих одно доменных ферромагнитных частиц.

II.4. Релаксационные мессбауэровские спектры в режиме быстрой магнитной релаксации.

II. 5. Магнитная динамика и мессбауэровские спектры многофазных систем.

Глава Ш. РЕЛАКСАЦИОННЫЕ МЕССБАУЭРОВСКИЕ СПЕКТРЫ ЧАСТИЦ

СТОНЕРА-ВОЛЬФАРТА В РЧ МАГНИТНЫХ ПОЛЯХ.

III. 1. Модель Стонера-Вольфарта.

III. 2. Мессбауэровские спектры частиц Стонера-Вольфарта.

III.3. Мессбауэровские спектры в случае циркулярно поляризованного сверхтонкого поля.

III.4. Резонансные эффекты в мессбауэровских спектрах частиц Стонера

Вольфарта в слабых РЧ магнитных полях.

III. 5. Обобщенная релаксационная модель Стонера-Вольфарта.

III. 6. Релаксационные мессбауэровские спектры частиц Стонера-Вольфарта.

Общие формулы.

111.7. Методы расчета релаксационных мессбауэровских спектров.

111.8. Трансформация релаксационных мессбауэровских спектров ансамбля частиц Стонера-Вольфарта в РЧ магнитных полях.

Глава IV. СТИМУЛИРОВАННЫЕ РЕЛАКСАЦИЕЙ РЕЗОНАНСНЫЕ ЭФФЕКТЫ В МЕССБАУЭРОВСКИХ СПЕКТРАХ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ РЧ

МАГНИТНОГО ПОЛЯ.

IV. 1. Модель односторонней и локализованной релаксации.

IV.2. Мессбауэровские спектры поглощения в модели односторонней и локализованной релаксации.

IV.3. Стимулированные релаксацией резонансы.

Глава V. АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ МЕССБАУЭРОВСКИХ

СПЕКТРОВ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ DISCVER.

V. 1. Основные идеи и принципы реализации метода DISCVER.

V.2. Максимально плотное решение в методе DISCVER.

V.3. Структурные и магнитные свойства наноструктурированных магнитных сплавов Fe-Cu-Nb-B, полученные методом DISCVER.

Системы магнитных частиц или кластеров малых размеров (порядка нескольких нанометров), так называемые наноструктурированные магнитные материалы (наномагнетики), привлекают большое внимание исследователей благодаря их необычным физическим свойствам. При этом возрастающий интерес к этому относительно новому классу материалов обусловлен не только предоставленной возможностью систематического исследования фундаментальных свойств малых кластеров и доменов, но и широкой областью их применения в нанотехнологии магнитных и магнитооптических устройств записи информации, приборов цветного изображения, биотехнологии, ЯМР-томографии и феррожидкостях/1,2/.

Гамма-резонансная (мессбауэровская) спектроскопия является одним из основных методов, который успешно используется для исследования структурных, магнитных и термодинамических свойств наномагнетиков. Анализ мессбауэровских спектров поглощения обеспечивает получение информации о фазовом составе, локальной кристаллической симметрии и размере частиц, а также о локальных магнитных характеристиках, таких как энергия магнитной анизотропии и параметры магнитной релаксации /1/.

В настоящее время все больший интерес приобретает методика исследования мессбауэровских спектров сверхтонкой структуры при воздействии на образец внешнего магнитного радиочастотного (РЧ) поля. Данный метод позволяет изучать релаксационные свойства магнитных сплавов на частотах порядка сотни МГц, что представляет несомненный практический интерес в области создания материалов для магнитной записи. По этой проблеме опубликовано большое количество экспериментальных работ, в которых наблюдалось качественно разнообразное поведение формы мессбауэровских спектров в зависимости от частоты и амплитуды РЧ поля, что отражает сложную динамику магнитной системы исследуемых образцов. При этом одним из наиболее ярких явлений в этой области исследований является обнаруженный Пфайффером в 1971 г. эффект коллапса хорошо разрешенной в отсутствие РЧ поля сверхтонкой структуры в одиночную центральную линию с сателлитами по мере повышения амплитуды РЧ поля /3/. Однако, до последнего времени практически полностью отсутствовала общая теория, позволяющая описывать соответствующие мессбауэровские спектры, и тем самым, извлекать обширную информацию, содержащуюся в них, так что построение соответствующей теории является крайне актуальным. В опубликованных до настоящего времени теоретических работах фактически был проанализирован лишь случай предельно сильных РЧ полей /4/, и в них не содержится даже сколько-нибудь грубого описания формы спектров для РЧ полей произвольной интенсивности, так что мессбауэровские спектры для наиболее информативной области значений параметров (переходной области в эффекте коллапса) не анализировались, а обсуждались только качественно.

Второй круг явлений, широко исследованный в этой области, связан с наблюдением двойного гамма-магнитного резонанса, когда при частотах РЧ поля, совпадающих с частотами ядерного магнитного резонанса для ядер в основном или возбужденном состоянии, ожидается расщепление всех компонент спектра /5/. Этому вопросу был посвящен целый ряд экспериментальных и теоретических исследований, и несмотря на то, что механизм этого явления достаточно хорошо выяснен, а сам эффект нашел свое экспериментальное подтверждение /6/ и также может быть использован для изучения свойств наномагнетиков, в теоретических работах и при анализе экспериментальных спектров до сих пор, как правило, использовалось довольно грубое приближение вращающейся волны и практически не рассматривались какие-либо приближенные к реальности модели для описания магнитной динамики, что не позволяет извлекать количественную информацию из экспериментальных спектров.

Для того чтобы построить теорию мессбауэровских спектров при воздействии РЧ магнитного поля необходимо также задать некоторую определенную модель для описания динамики магнитной подсистемы образца как за счет тепловых флуктуаций, так и под действием РЧ поля, которая должна отражать наличие сложных процессов магнитной релаксации в частицах или кластерах малых размеров. Такие релаксационные процессы, которые на макроскопическом уровне проявляются, например, как перемагничивание образца с ярко выраженными гистерезисными свойствами, не могут происходить в наномагнетиках однородно по всему объему образца и носят в общем случае случайный характер. Эти же релаксационные процессы влияют и на мессбауэровские спектры поглощения, но при этом в спектрах поглощения находят свое отражение более тонкие аспекты магнитной релаксации, которая в случае ансамбля частиц или кластеров малых размеров должна носить стохастический характер. Проблема описания магнитной динамики системы малых частиц решается в течение довольно длительного времени /7/, и существует немало моделей различной степени сложности, однако окончательно эта проблема еще не решена, и при решении каждой новой конкретной задачи необходимо найти компромисс между адекватным реальной ситуации описанием и разумной с точки зрения расчетов сложностью модели.

Использование мессбауэровской спектроскопии при воздействии РЧ поля как метода исследования наномагнетиков подразумевает не только необходимость создания соответствующей теории, но и разработку методики анализа экспериментальных спектров на базе этой теории. Мессбауэровские спектры наномагнетиков в большинстве случаев состоят из большого числа, зачастую перекрывающихся линий, соответствующих неэквивалентным позициям мессбауэровского атома в образце, и анализ таких спектров представляет собой довольно непростую задачу. Существующие подходы к решению этой проблемы не обладали достаточной степенью общности, так что развитие адекватного метода анализа мессбауэровских спектров как в случае наномагнетиков, так и для большинства материалов со сложным составом является чрезвычайно актуальным.

Цель работы - разработка теории для описания магнитной динамики и мессбауэровских спектров наноструктурированных магнитных материалов под действием РЧ магнитного поля произвольной амплитуды и частоты.

Для достижения этой цели были поставлены и решены следующие задачи:

- разработана общая теория релаксационных мессбауэровских спектров для произвольной временной зависимости сверхтонкого поля на ядре, определяемой магнитной динамикой исследуемой системы под действием РЧ магнитного поля;

- получены аналитические выражения для описания мессбауэровских спектров поглощения для ряда предельных случаев магнитной динамики малых частиц, включая пределы сильных РЧ полей и быстрой релаксации, случаи циркулярно поляризованного сверхтонкого поля,, слабых. РЧ. пол ей с частотой^ резонансной по отношению к частотам расщепления уровней ядра в основном или возбужденном состояниях, а также для модели односторонней и локализованной релаксации;

- развиты модели магнитной динамики ансамбля взаимодействующих однодоменных ферромагнитных частиц и частиц Стонера-Вольфарта в модифицированной релаксационной модели;

- разработанные модели магнитной динамики и теория мессбауэровских спектров при воздействии РЧ поля реализованы в виде пакета компьютерных программ, с помощью которых исследовано влияние параметров релаксации, а также частоты и амплитуды РЧ поля на форму кривых намагничивания и мессбауэровских спектров ансамбля магнитных частиц малых размеров, включая случай многофазных систем взаимодействующих частиц;

- разработан и реализован в виде компьютерной программы новый метод Ш8С\ПЕ11 («Дискретные версии») для анализа мессбауэровских спектров, позволяющий находить дискретные представления с максимально возможным для заданного уровня статистического качества спектра числом компонент с хорошо определенными параметрами, который успешно использован для извлечения информации о магнитных и структурных характеристиках из мессбауэровских спектров наноструктурированных магнитных материалов.

Научная новизна.

Впервые разработана общая теория для описания релаксационных мессбауэровских спектров поглощения при произвольных значениях частоты и амплитуды РЧ магнитного поля для любой, заранее заданной модели магнитной динамики исследуемой системы.

Предложена модель магнитной динамики, позволяющая описать «термодинамический» гистерезис в системе взаимодействующих ферромагнитных частиц малого размера, а также развита обобщенная релаксационная модель частиц Стонера-Вольфарта, которая позволяет описывать зависимость магнитных характеристик образца от частоты приложенного внешнего магнитного поля.

Получены аналитические выражения для описания мессбауэровских спектров под действием РЧ магнитного поля в ряде случаев точно решаемых задач, на основании анализа которых предсказаны новые физические эффекты - своеобразная сверхтонкая структура спектров для случая циркулярно поляризованного сверхтонкого поля и стимулированные релаксацией резонансы для частот РЧ поля, связанных условием параметрического резонанса с частотами компонент магнитной сверхтонкой структуры.

Предложен принципиально новый метод анализа мессбауэровских спектров, обеспечивающий нахождение моделей с максимально возможным числом линий спектра с заданным уровнем статистического качества, при этом параметры всех компонент оказываются достаточно хорошо определенными.

Практическая ценность.

Развитая общая теория релаксационных мессбауэровских спектров поглощения при воздействии РЧ магнитного поля может быть эффективно использована для исследования магнитных свойств широкого класса наноструктурированных магнитных материалов в радиочастотном диапазоне, что вызывает несомненный интерес в связи с использованием этих материалов в качестве элементной базы магнитных и магнитооптических устройств записи информации.

Разработанные модели магнитной динамики в системах ферромагнитных частиц малых размеров могут являться основой для извлечения информации о магнитных свойствах из экспериментальных данных, полученных в магнитных измерениях по различным методикам, включая измерения кривых намагничивания во внешнем магнитном поле и магнитной восприимчивости при температурном сканировании в различных режимах, например при охлаждении в магнитном поле или в его отсутствие с последующим нагревом в поле разной напряженности и т.д.

На базе разработанных моделей магнитной динамики и теории мессбауэровских спектров при воздействии РЧ поля создан пакет компьютерных программ, позволяющих рассчитывать кривые намагничивания и мессбауэровские спектры ансамбля магнитных частиц малых размеров для произвольных значений параметров релаксации, а также частоты и амплитуды РЧ поля.

Предложенный метод БКСУЕК. реализован в виде компьютерной программы и дает огромные преимущества по сравнению с ранее известными методиками анализа мессбауэровских спектров практически для всех исследуемых материалов, особенно в случае магнитных систем разного рода, и уже рекомендован ГП «ВНИИФТРИ» Госстандарта России к широкому использованию на практике.

Положения, выносимые на защиту.

1. Развитая в диссертации теория релаксационных мессбауэровских спектров поглощения при воздействии РЧ магнитного поля представляет собой реальную основу для использования мессбауэровской спектроскопии в качестве метода исследования магнитных свойств наноструктурированных магнитных материалов в радиочастотном диапазоне, поскольку она позволяет рассчитывать спектры для произвольных значений релаксационных параметров, которые являются характеристикой исследуемого материала, а также для произвольных амплитуд и частот РЧ поля, которые наряду с температурой являются дополнительными внешними параметрами задачи, т.е. могут варьироваться в эксперименте.

2. Разработаны модели магнитной динамики ансамбля взаимодействующих однодоменных ферромагнитных частиц типа частиц Стонера-Вольфарта с адекватным реальной ситуации описанием релаксационного процесса, которые позволяют рассчитывать магнитные характеристики наноструктурированных магнитных систем как в низкочастотном (стандартные магнитные измерения), так и в высокочастотном (мессбауэровские исследования) диапазонах.

3. На основе анализа ряда предельных случаев, включая пределы сильных и слабых, резонансных РЧ полей, случаи предельно быстрой релаксации, циркулярно поляризованного сверхтонкого поля, а также модель односторонней и локализованной релаксации, получены аналитические выражения для описания спектров поглощения под действием РЧ магнитного поля и предсказаны новые физические эффекты в мессбауэровских спектрах мягких магнитных материалов: а) специфическая сверхтонкая структура центральной линии и сателлитов для случая циркулярно поляризованного сверхтонкого поля; б) два новых типа стимулированных релаксацией резонансных эффектов -релаксационное сужение и релаксационное расщепление линий сверхтонкой структуры,

11 которые должны наблюдаться в мессбауэровских спектрах на частотах РЧ магнитного поля, связанных условием параметрического резонанса с частотами компонент магнитной сверхтонкой структуры.

4. Разработан принципиально новый метод анализа мессбауэровских спектров, в рамках которого находятся модели с максимально возможным для заданного статистического качества спектра числом спектральных линий с хорошо определенными параметрами, и при этом обеспечивается достаточно хорошее с точки зрения математической статистики согласие между экспериментальными и расчетными спектрами.

Апробация. Основные результаты диссертации были доложены на Международных конференциях по применению эффекта Мессбауэра (Римини, Италия, 1995 г.; Рио-де-Жанейро, Бразилия, 1997 г.; Гармиш-Партенкирхен, Германия, 1999 г.), 4-ой Международной конференции по наноструктурированным материалам (Стокгольм, Швеция, 1998 г.), Всероссийской конференции "Применение ядерно-физических методов в магнетизме и материаловедении" (Ижевск, 1998 г.), 2-ой Национальной конференции по применению рентгеновского, синхротронного излучений, нейтронов и электронов для исследования материалов (Москва, 1999 г.).

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 20 печатных работах, список которых приведен в конце диссертации.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Развита общая теория релаксационных мессбауэровских спектров поглощения для произвольных временных траекторий сверхтонкого поля на ядре, которые носят стохастический характер и определяются магнитной динамикой исследуемой системы под действием РЧ магнитного поля. Разработанная теория позволяет рассчитывать релаксационные мессбауэровские спектры при произвольных значениях частоты и амплитуды РЧ поля, а также релаксационных характеристик магнитного материала, и может быть эффективно использована для исследования магнитных свойств широкого класса наноструктурированных магнитных материалов в радиочастотном диапазоне, что вызывает несомненный интерес в связи с использованием этих материалов в качестве элементной базы магнитных и магнитооптических устройств записи информации.

2. В процессе развития общей теории были получены аналитические выражения для описания мессбауэровских спектров поглощения для ряда предельных случаев магнитной динамики малых частиц, включая пределы сильных РЧ полей и быстрой релаксации, случаи циркулярно поляризованного сверхтонкого поля, слабых РЧ полей с частотой, резонансной по отношению к частотам расщепления уровней ядра в основном или возбужденном состояниях, а также для модели односторонней и локализованной релаксации. Поскольку конечные выражения для описания спектра поглощения в этих случаях существенно проще общих формул, они позволяют, с одной стороны, сделать качественные выводы о механизме формирования сверхтонкой структуры под влиянием РЧ поля, в частности, об условиях реализации эффекта коллапса и квазиэнергетической структуре спектра в циркулярно поляризованном сверхтонком поле, а с другой стороны, проводить быстрый количественный анализ экспериментальных спектров, измеренных при внешних параметрах, соответствующих указанным предельным случаям.

3. Разработаны модели магнитной динамики ансамбля взаимодействующих однодоменных ферромагнитных частиц и частиц Стонера-Вольфарта в модифицированной релаксационной модели, которые позволяют описывать зависимость магнитных характеристик образца с заданными релаксационными свойствами от частоты и амплитуды приложенного внешнего магнитного поля. Предложенные модели магнитной динамики в системах ферромагнитных частиц малых размеров не только являются необходимым элементом анализа мессбауэровских спектров при воздействии на образец РЧ магнитного поля, но также представляют собой основу для извлечения информации о магнитных свойствах из экспериментальных данных, полученных в магнитных измерениях по различным методикам, включая измерения кривых намагничивания во внешнем магнитном поле и магнитной восприимчивости при температурном сканировании в различных режимах.

4. Предсказаны качественно новые типы резонансных явлений в мессбауэровских спектрах поглощения на частотах РЧ поля, связанных условиями параметрического резонанса с частотами компонент магнитной сверхтонкой структуры спектров. Нетривиальный характер резонансов такого типа определяется тем, что они реализуются не на частотах переходов между подуровнями основного или возбужденного состояния ядра, как это имеет место в обычном ядерном магнитном резонансе, а на частотах, являющихся комбинацией частот переходов между подуровнями основного и возбужденного состояний ядра. При этом расстояния между реальными энергетическими уровнями может на десять порядков превышать величину "резонансной" частоты, которая как-бы когерентно связывает эти энергетические уровни. Эти резонансы могут наблюдаться только в том случае, когда в процессе перемагничивания образца под действием внешнего магнитного поля существенную роль играют релаксационные процессы, что позволяет резонансы данного типа определить как стимулированные релаксацией резонансы.

5. Разработанные модели магнитной динамики и теория мессбауэровских спектров при воздействии РЧ магнитного поля реализованы в виде пакета компьютерных программ, с помощью которых исследовано влияние параметров релаксации, а также частоты и амплитуды РЧ поля на форму кривых намагничивания и мессбауэровских спектров ансамбля магнитных частиц малых размеров, включая случай многофазных систем взаимодействующих частиц. Выполненные расчеты убедительно продемонстрировали уникальные возможности и эффективность использования мессбауэровской спектроскопии в РЧ магнитных полях в качестве метода исследования магнитных свойств наноструктурированных магнитных материалов в радиочастотном диапазоне.

6. Разработан и реализован в виде компьютерной программы принципиально новый метод Б^СУЕЯ («Дискретные версии») для анализа мессбауэровских спектров, позволяющий находить их дискретные представления с максимально возможным для заданного уровня статистического качества спектра числом компонент с хорошо определенными параметрами при достаточно хорошем с точки зрения математической статистики согласии между экспериментальным и расчетным спектрами. Математическая формулировка лежащего в основе этого метода положения, что при заданном уровне точности измерения спектра невозможно зафиксировать слишком малые расщепления линий, позволила установить определенные критерии для плотности числа линий по спектру, на основании которых модель спектра не задается заранее, а вырабатывается непосредственно при выполнении процедуры подгонки. Эффективность нового метода продемонстрирована на примере извлечения информации о магнитных и структурных характеристиках из мессбауэровских спектров наноструктурированных магнитных материалов.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Al. А. М. Афанасьев, М. А. Чуев. Дискретные версии мессбауэровских спектров. ЖЭТФ, 1995, т. 107, вып. 3, с. 989-1004.

А2. А. М. Афанасьев, М. А. Чуев. Спектры гамма-резонансные (мессбауэровские). Методика и вычислительная программа прецизионного анализа «DISCVER 1.0». Рекомендация ГП «ВНИИФТРИ» Госстандарта России, Москва, 1995, 15 с.

A3. М. A. Chuev and V. М. Cherepanov. Analysis of Mossbauer spectra of high-temperature superconductors within 'DISCVER' method. International conference on applications of Mossbauer effect-95. Book of abstracts, Rimini, Italy, 1995, p. 03-612.

A4. A. M. Afanas'ev, M. A. Chuev, J. Hesse. Relaxation Mossbauer spectra under rf magnetic field excitation. Phys. Rev. B, 1997, v. 56, p. 5489-5499.

A5. A. M. Afanas'ev, M. A. Chuev. Magnetic relaxation in a system of the Stoner-Wohlfarth particles for Mossbauer spectroscopy. International conference on applications of Mossbauer effect - 97. Book of abstracts, Rio de Janeiro, Brasil, 1997, p. MO.T12.P02.

A6. A. M. Afanas'ev, M. A. Chuev. Theory of Mossbauer spectra of hyperfine structure under rf magnetic field excitation. International conference on applications of Mossbauer effect -97. Book of abstracts, Rio de Janeiro, Brasil, 1997, p. TU.T16.P02.

A7. J. Hesse, T. Graf, M. Kopcewicz, A. M. Afanas'ev, M. A. Chuev. Mossbauer experiments in radio frequency magnetic fields: A method for investigations of nano-structured soft magnetic materials . International conference on applications of Mossbauer effect -97, Book of abstracts, Rio de Janeiro, Brasil, 1997, p. TH.T8.0D.04.

A8. A. M. Афанасьев, M. А. Чуев, Ю. Xecce. Эффект коллапса в модели невзаимодействующих частиц Стонера-Вольфарта. ЖЭТФ, 1998, т. 113, вып. 5, с. 1799-1815.

А9. М. А. Чуев, А. М. Афанасьев, Ю. Хессе, О. Хьюп. Анализ мессбауэровских спектров аморфных магнитных сплавов Fe-(Cu,Nb)-Si-B методом DISCVER. Всероссийская конференция "Применение ядерно-физических методов в магнетизме и материаловедении". Тезисы докладов, Ижевск, 1998, с. 26.

А10. А. М. Афанасьев, М. А. Чуев, Ю. Хессе. Мессбауэровская спектроскопия с приложением внешнего РЧ поля в исследованиях магнитных материалов. Всероссийская конференция "Применение ядерно-физических методов в магнетизме и материаловедении". Тезисы докладов, Ижевск, 1998, с. 75.

All. О. Hupe, Н. Bremers, J. Hesse, А. М. Afanas'ev, М. A. Chuev. Structural and magnetic information about a nanostructured ferromagnetic FeCuNbB alloy by novel model independent evaluation of Mossbauer spectra. 4th International conference on nanostructured materials. Book of abstracts, Stockholm, Sweden,

1998, p. 506.

A12. J. Hesse, T. Graf, M. Kopcewicz, A. M. Afanas'ev, M. A. Chuev. Mossbauer experiments in radio frequency magnetic fields: A method for investigations of nanostructured soft magnetic materials. Hyperfine Interactions, 1998, v. 113, p. 499-506.

A13. A. M. Афанасьев, M. А. Чуев, Ю. Хессе. Мессбауэровские спектры частиц Стонера-Вольфарта при воздействии РЧ поля в модифицированной релаксационной модели. Труды Физико-технологического института РАН,

1999, т. 14, с. 76-106.

А14. М. A. Chuev, А. М. Afanas'ev. Mossbauer spectra processing with an adjustable number of lines. Труды Физико-технологического института PAH, 1999, т. 14, с. 107-122.

А15. А. М. Afanas'ev, М. A. Chuev, J. Hesse. New effects in Mossbauer spectra under if field excitation: relaxation-stimulated resonances. International conference on applications of Mossbauer effect - 99. Book of abstracts, Harmisch, Germany, 1999, p. T9/9.

A16. О. Hupe, H. Bremers, J. Hesse, A. M. Afanas'ev, M. A. Chuev. Magnetic properties of nanostructured FeCuNbB alloys revealed by a novel model independent evaluation of Mossbauer spectra. International conference on applications of Mossbauer effect - 99. Book of abstracts, Harmisch-Partenkirchen, Germany, 1999, p. T9/21.

A17. O. Hupe, H. Bremers, J. Hesse, A. M. Afanas'ev, M. A. Chuev. Structural and magnetic information about a nanostructured ferromagnetic FeCuNbB alloy by a novel model independent evaluation of Mossbauer spectra. Nanostructured Materials, 1999, v. 12, p. 581-584.

A18. A. M. Афанасьев, M. А. Чуев, Ю. Xecce. Мессбауэровские спектры частиц Стонера-Вольфарта в РЧ магнитных полях в модифицированной релаксационной модели. ЖЭТФ, 1999, т. 116, вып. 9, с. 1001-1026.

А19. О. Hupe, М. A. Chuev, Н. Bremers, J. Hesse, and A. M. Afanas'ev.

Magnetic properties of nanostructured ferromagnetic FeCuNbB alloys revealed by a novel model independent evaluation of Mossbauer spectra. J. Phys.: Cond. Matter, 1999, v. 11, p. 10545-10556.

A20. A. M. Afanas'ev, M. A. Chuev, J. Hesse. Relaxation-stimulated resonances in

Mossbauer spectra under rf magnetic field excitation. J. Phys.: Cond. Matter, 2000, v. 12, p. 623-635.

A21. M. A. Chuev, O. Hupe, H. Bremers, J. Hesse and A. M. Afanas'ev. A novel method for evaluation of complex Mossbauer spectra demonstrated on nanostructured ferromagnetic FeCuNbB alloys. Hyperfine Interactions, 2000 (in press)

1. Magnetic Properties of Fine Particles, Eds. J. L. Dorman and D. Fiorani, Elsevier Sei. Publ., Amsterdam, 1991, 430 pp.

2. Science and Technology of NanostructuredMagnetic Materials NATO ASI, ser. B, v. 259, Eds. G. C. Hadjipanayis and G. A. Prinz, Plenum Press, New York, 1991.

3. L. Pfeiffer. Collapse of the magnetic hyperfine field by intense rf perturbation. J. Appl. Phys., 1971, v. 42, p. 1725-1726.

4. S. R. Julian and J. M. Daniels. Collapse of Mössbauer spectra in strong applied radio-frequency fields. Phys. Rev. B, 1988, v. 38, p. 4394-4403.

5. M. N. Hack and M. Hamermesh. Effect of radiofrequency resonance on the natural line form. Nuovo Cimento, 1961, v. 19, p. 546-557.

6. F. G. Vagizov, R. A. Manapov, E. K. Sadykov and L. L. Zakirov. The effect of radiofrequency modulation of 57Fe hyperfine interaction by rotating magnetic field. Hyperfine Interactions, 1998, v. 116, p. 91-104.

7. M. Kopcewicz. Fast relaxation of hyperfine field forced by an external rf magnetic field in Fe-Ni alloys. J. de Physique Coll. C6, 1976, Tome 37, p. C6-107-112.

8. M. Kopcewicz. Mössbauer study of the r.f. collapse in permalloy. Sol. State Commun., 1976, v. 19, p. 719-720.

9. M. Kopcewicz, U. Gonser, and H.-G. Wagner. Mossbauer study of the crystallization of amorphous metals in radio frequency magnetic fields. Nucl. Instrum. Meth., 1982, v. 199, p. 163-167.

10. M. Kopcewicz, H.-G. Wagner, and U. Gonser. Mossbauer investigations of ferromagnetic amorphous metals in radio frequency fields. J. Magn. Magn. Mater., 1983, v. 40, p. 139-146.

11. M. Kopcewicz, H.-G. Wagner, and U. Gonser. Influence of stress induced anisotropy on the rf collapse in ferrromagnetic amorphous metals. J. Magn. Magn. Mater., 1985, v. 51, p. 225-229.

12. M. Kopcewicz. Frequency dependence of the radio frequency collapse effect. Hyperfine Interactions, 1992, v. 71, p. 1453-1456.

13. T. Graf, M. Kopcewicz, and J. Hesse. Experiments on nanostructured Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9 due to short-time annealing. Nanostructured Materials, 1995, v. 6, p. 937-945.

14. M. Kopcewicz, A. Grabias, and P. Nowicki. RF-Mossbauer study of the nanoscale bcc Fe phase formed due to annealing of amorphous FeZrBCu alloys. NanoStructured Materials, 1995, v. 6, p. 957-961.

15. T. Graf, M. Kopcewicz, and J. Hesse. Evidence for the random anisotropy model from a rf Mossbauer point of view performing experiments on Fe(Cu,Nb)SiB. J. Phys.: Condens. Matter., 1996, v. 8, p. 3897-3901.

16. J. Hesse, T. Graf, M. Kopcewicz, A. Afanas'ev, and M. Chuev. Mossbauer experiments in radio frequency magnetic fields: a method for investigations of nanostructured soft magnetic materials. Hyperfine Interactions, 1998, v. 113, p. 499506.

17. A. K fl3io6jiHK, B. K). CnHBaK, P. A. MaHanoB, <1>. F. BarrooB. Mecc6ay3pOBCKHeсателлиты в пермаллое, индуцированные радиочастотными фотонами. Письма в ЖЭТФ, 1998, т. 67, с. 57-61.

18. N. Heiman, L. Pfeiffer, and J. С. Walker. RF-induced sidebands in Mossbauer spectra. Phys. Rev. Lett., 1968, v. 21, p. 93-96.

19. N. Heiman, J. C. Walker ,and L. Pfeiffer. Selective excitation of nuclear sublevels. Phys. Rev., 1969, v. 184, p. 281-284.

20. L. Pfeiffer, N. D. Heiman, and J. C. Walker. Mossbauer sidebands by rf excitation of magnetic materials. Phys. Rev. B, 1972, v. 6, p. 74-89.

21. G. Asti, G. Albanese, and C. Bucci. Frequency modulation of resonant у rays in iron foils: influence of the state of magnetization. Phys. Rev., 1969, v. 184, p. 260-263.

22. S. L. Ruby and D. I. Bolef. Acoustically modulated у rays from Fe57. Phys. Rev. Lett. 1960, v. 50, p. 5-7.

23. G. J. Perlow. Influence of radio-frequency magnetic fields on the Mossbauer effect in magnetic Co57 sources. Phys. Rev., 1968, v. 172, p. 319-324.

24. A. V. Mitin and G. P. Chugunova. Gamma-magnetic and gamma-acoustic resonances in paramagnets. Physics Lett., 1974, v. 49A, p. 111-112.

25. G. J. Perlow. Quantum beats of recoil-free у radiation. Phys. Rev. Lett., 1978, v. 40, p. 896-899.

26. J. E. Monahan and G. J. Perlow. Theoretical description of quantum beats of recoil-free у radiation. Phys. Rev. A, 1979, v. 20, p. 1499-1510.

27. Ю. В. Балдохин, С. А. Борщ, JI. M. Клингер и В. А. Повицкий. Влияние радиочастотного перемагничивания на у-резонансные спектры ферромагнетиков. ЖЭТФ, 1972, т. 63, с. 708-712.

28. S. Olariu, I. Popesku and С. В. Collins. Tuning ofy-ray processes with high power optical radiation. Phys. Rev. C, 1981, v. 23, p. 50-63.

29. E. Ikonen, P. Helisto, J. Hietaniemi, and T. Katila. Magnetic phase modulation of recoillessgamma radiation by nuclear Zeeman effect. Phys. Rev. Lett., 1988, v. 60, p. 643-646.

30. S. Olariu, С. B. Collins, and T. W. Sinor. Quantum-interference asymmetries in the multiphoton radio-frequency sideband spectra of 57Fe. Phys. Rev. B, 1994, v. 50, p. 4351.

31. S. Olariu, T. W. Sinor and С. B. Collins. Evidence for nuclear multiphoton transitions57

32. Fe based on radio-frequency sidebands to the forbiden hyperfine components of the 14.4-keV transition. Phys. Rev. B, 1994, v. 50, p. 616-618.

33. A. Yu. Dzyublik, V. Yu. Spivak. Môssbauer absorption by soft ferromagnets in radio-frequency magnetic field. ЖЭТФ, 1997, т. Ill, c. 1438-1448.

34. M. Salkola and S. Stenholm. Time-dependent perturbation of Môssbauer spectra. Phys. Rev. A, 1990, v. 41, p. 3838-3846.

35. I. Tittonen, M. Lippmaa, and J. Javanainen. Floquet-state perturbation theory for the radio-frequency modulation of the Môssbauer resonance. Phys. Rev. A, 1996, v. 53, p. 1112-1119.

36. E. K. Sadykov, A. I. Skvortsov. Propagation of gamma-radiation through a resonance medium with RF modulated magnetic hyperfine interaction. Phys. Stat. Sol. (b), 1989, v. 156, p. 605-614.

37. E. K. Sadykov, A. I. Skvortsov. Theory of R.F. Môssbauer spectra of the magnetics with magnetic anisotropy. Phys. Stat. Sol. (b), 1990, v. 158, p. 685-694.

38. Э. К. Садыков, А. И. Скворцов. Радиочастотные ЯГР спектры стохастических бистабильных магнитных систем. ФТТ, 1991, т. 33, с. 2725-2731.

39. Э. К. Садыков, А. И. Скворцов. Усиление переменного магнитного поля в системе мелких магнитных частиц. ФТТ, 1994, т. 36, с. 3473-3475.

40. Е. К. Sadykov, A. G. Isavin and A. I. Skvortsov. Môssbauer transition dynamics in conditions of strong excitation of nuclear spins. Hyperfine Interactions, 1997, v. 107, p. 257-275.

41. В. К. Войтовецкий, С. М. Черемисин, С. Б. Сазонов. ЯМР-у двойной резонанс в тантале. Письма в ЖЭТФ, 1979, т. 30, с. 711-715.

42. V. К. Voitovetskii, S. М. Cheremisin and S. В. Sazonov. NMR Mossbauer double resonance in tantalum. Physics Lett., 1981, v. 83A, p. 81-84.

43. В. К. Войтовецкий, С. M. Черемисин, А. Ю. Дудкин, Е. Г. Плоскирев. Частотный спектр двойного ядерного магнитного у-резонанса в Та151. Письма в ЖЭТФ, 1982, т. 36, с. 322-325.

44. С. С. Якимов, А. Р. Мкртчян, В. Н. Зарубин, К. В. Сербинов, В. В. Сергеев. Влияние резонансного радиочастотного поля на сверхтонкую структуру ядерных уровней в парамагнитном кристалле. Письма в ЖЭТФ, 1977, т. 26, с. 16-19.

45. F. G. Vagizov. The splitting of hyperfine lines of 57Fe nuclei in rf magnetic field. Hyperfine Interactions, 1990, v.61, p. 1359-1362.

46. F. G. Vagizov. Determination of amplification factor and intensity of alternating magnetic field on a nucleus by Mossbauer spectroscopy. Hyperfine Interactions, 1990, v. 61, p. 1363-1366.

47. L. Tittonen, M. Lippmaa, E. Ikonen, J. Linden, T. Katila. Observation of Mossbauer resonance line splitting caused by Rabi oscillations. Phys. Rev. Lett., 1992, v. 69., p. 2815-2818.

48. А. В. Митин. Гамма-магнитный резонанс. ЖЭТФ, 1967, т. 52, с. 1596-1602.

49. Н. Gabriel. Effect of radio-frequency fields on Mossbauer spectra. Phys. Rev., 1969, v. 184, p. 359-363.

50. И. Б. Берсукер, С. А. Борщ, И. Я. Огурцов. Гамма-магнитный резонанс с учетом флуктуирующих полей. ФТТ, 1973, т. 15, с. 2270-2276.

51. А. V. Mitin and G. P. Chugunova. Polarization detection methods of double y-ray nuclear resonance. Phys. Stat. Sol. (a), 1975, v. 28, p. 40-48.

52. Ш. Ш. Башкиров, Э. К. Садыков. К теории рассеяния у-квантов в условияхдвойного гамма-резонанса. ФТТ, 1978, т. 20, с. 3444-3446.

53. А. М. Афанасьев, П. А. Александров, С. С. Якимов. Влияние резонансного высокочастотного поля на мессбауэровские спектры. Препринт ИАЭ N3337/9, М., 1980, 25 с.

54. Э. К. Садыков. К теории двойного гамма-резонанса в парамагнетиках. ФТТ,1981, т. 23, с. 3699-3700.

55. А. V. Mitin and N. V. Polyakov. y-magnetic resonance in the presence of electronic spin relaxation. Phys. Stat. Sol. (b), 1983, v. 115, p. 477-484.

56. А. В. Митин, H. В. Поляков. О возможности применения гамма-магнитного резонанса для изучения электронной релаксации. Оптика и спектроскопия, 1984, т. 57, с. 927-929.

57. Е. К. Sadykov. The theory of double gamma magnetic resonance in paramagnetics. Phys. Stat. Sol. (b), 1984, v. 123, p. 703-709.

58. Э. К. Садыков, А. И. Скворцов. Влияние неоднородного уширения линии ЭПР на формирование квазиэнергетической структуры спектра двойного гамма-электронно-магнитного резонанса. ФТТ, 1987, т. 29, с. 279-281.

59. Е. К. Sadykov and A. I. Skvortsov. On the theory of double gamma electronic magnetic resonance in paramagnetic systems. Phys. Stat. Sol. (b), 1987, v. 143, p. 699- 707.

60. Tittonen, J. Javanainen, M. Lippmaa, and T. Katila. Theoretical aspects of double resonance phenomena in Mossbauer spectroscopy. Hyperfine Interactions, 1993, v. 78, p. 397-401.

61. Э. К. Садыков, С. А. Алексеев, Л. Л. Закиров. Квазиэнергии ядерного спина в магнитных материалах и мессбауэровские гамма-переходы. Изв. РАН, сер. физ., 1998, т. 62, с. 387-394.

62. А. В. Митин, Е. Ф. Макаров, Н. В. Поляков. Нелинейная радиочастотная спектроскопия мессбауэровских ядер в условиях неоднородного уширениялиний. ЖЭТФ, 1986, т. 90, с. 1931-1937.

63. А. V. Mitin. Quantum beat nonlinear spectroscopy of recoilless gamma radiation in irregular solids. Phys. Lett. A, 1996, v. 213, p. 207- 210.

64. А. В. Митин. Нелинейная гамма-резонансная спектроскопия: результаты и развитие. Изв. РАН, сер. физ., 1998, т. 62, с. 395-405.

65. S. M0rup. Superferromagnetic nanostructures. Hyperfine Interactions, 1994, v. 90, p. 171-185.

66. A. E. Berkowitz, F. T. Parker, F. E. Spada and D. Margulies. Fine particles in magnetic recording media. In: "Magnetic Properties of Fine ParticlesEds.

67. J. L. Dorman andD. Fiorani, Elsevier Sci. Publ., Amsterdam, 1991, p. 309-322.

68. J. L. Dormann, L. Spinu, E. Tronc, J. P. Joliviet, F. Lucari, F. D'Orazio, D. Fiorani. Effect of interparticle interactions on the dynamical properties of у-БегОз nanoparticles. J. Magn. Magn. Mater, 1998, v. 183, p. L255-L260.

69. В. Гайтлер. Квантовая теория излучения. Изд. иностранной литературы, Москва,1956, 492 с.

70. P. W. Anderson. A mathematical model for the narrowing of spectral lines byexchange or motion. J. Phys. Soc. Jpn., 1954, v. 9, p. 316-339.

71. H. Gabriel, J. Bosse, K. Rander. Mossbauer spectra in the presence of electron spin relaxation. Phys. Stat. Sol., 1968, v. 27, p. 301-312.

72. H. Schwegler. Line shape of Mossbauer hyperfine spectra. Phys. Stat. Sol., 1970, v. 41, p. 353-367.

73. M. J. Clauser, M. Blume. Stochastic theory of line shape: off-diagonal effects in fine and hyperfine structure. Phys. Rev. B, 1971, v. 3, p. 583-591.

74. S. Dattagupta, M. Blume. Stochastic theory of line shape. Phys. Rev. B, 1974, v. 10, p. 4540-4550.

75. S. Dattagupta. Stochastic model for classical bath variables and its influence on lineshape expression. Phys. Rev. B, 1977, v. 16, p. 158-163.

76. И. П. Суздалев. Динамические эффекты в гамма-резонансной спектроскопии. М., Атомиздат, 1979, 192 с.

77. К. S. Singwi and A. Sjolander. Resonance absorption of nuclear gamma rays and the dynamics of atomic motions. Phys. Rev., 1960, v. 120, p. 1093-1102.

78. A. Aharoni. Effect of a magnetic field on the superparamagnetic relaxation time. Phys. Rev., 1969, v. 177, p. 793-796.

79. E. C. Stoner and E. P. Wohlfarth. A mechanism of magnetic hysteresis in heterogeneous alloys. Phil. Trans. Royal Soc. London A, 1948, v. 240, p. 599-642.

80. R. Zwanzig. On the identity of three generalized master equations. Physica, 1964, v. 30, p. 1109-1123.

81. O. Henkel. Remanenzverhalten und Wechselwirkungen in hartmagnetischen Teilchenkollektiven. Phys. Stat. Sol, 1964, v. 7, p. 919-929.

82. S. Thamm and J. Hesse. A simple plot indicating interactions between single-domain particles. J. Magn. Magn. Mater, 1996, v. 154, p. 254-262.

83. W. F. Brown, Jr. Thermal fluctuations of a single-domain particles. Phys. Rev., 1963, v. 130, p. 1677-1686.

84. W. F. Brown, Jr. Thermal fluctuations of a single-domain particles. J. Appl. Phys.,1963, v. 34, p. 1319-1320.

85. J. L. Garcia-Palacios and F. J. Lazaro. Langevin-dynamics study of the dynamical properties of small magnetic particles. Phys. Rev. B, 1998, v. 58, p. 14937-14958.

86. T. Leineweber, H. Kronmuller. Dynamics of magnetisation states. J. Magn. Magn. Mater, 1999, v. 192, p. 575-590.

87. A. Hubert and W. Rave. Systematic analysis of micromagnetic switching processes. Phys. Stat. Sol. (b), 1999, v. 211, p. 815-829.

88. W. T. Eadie, D. Drijard, F. E. James, M. Roos, and B. Sadoulet. Statistical Methods in

89. Experimental Physics. Elsevier, New York, 1971.

90. C. Janot. L'effect Môssbauer et ses applications. Masson et Cie, Paris, 1972.

91. G. K. Shenoy and F. E. Wagner. Môssbauer Isomer Shifts. North-Holland, Amsterdam, 1978.

92. A. H. Тихонов, В. Я. Арсенин. Методы решения некорректных задач. Наука, Москва, 1979

93. J. Hesse and H. Rubartsch. Model independent evaluation of overlapped Môssbauer spectra. J. Phys. E: Sci. Instrum, 1974, v. 7, p. 526-532.

94. P. Mangin, G. Marshal, M. Piecuch, and C. Janot. Môssbauer spectra analysis in amorphous system studies. J. Phys. E: Sci. Instrum., 1976, v. 9, p. 1101-1105.

95. G. Le Gaer and J. M. Dubois. Evaluation of hyperfine parameter distributions from overlapped Môssbauer spectra of amorphous alloys. J. Phys. E: Sci. Instrum., 1979, v. 12, p. 1083-1090.

96. C. Wivel and S. Morup. Improved computational procedure for evaluation of overlapping hyperfine parameter distributions in Môssbauer spectra. J. Phys. E: Sci. Instrum., 1981, v. 14, p. 605-610.

97. R. A. Brand and G. Le Caer. Improving the validity of Môssbauer hyperfine parameter distributions: the maximum entropy formalism and its applications. Nucl. Instrum. and Meth, 1988, v. B34, p. 272-284.

98. Г. Крамер. Математические методы статистики. Мир, Москва, 1975.

99. A. M. Afanas'ev and E. Yu. Tsymbal. Môssbauer line sharpening. Hyperfine Interactions, 1990, v. 62, p. 325-342.

100. R. A. Brand, Ch. Sauer, H. Lutgemeier et al. The sign of the EFG in semiconductingand grain-oriented high-Tc YBa2(Cui-x57Fex)30y by Môssbauer spectroscopy. Physica C, 1988, v. 156, p. 539-546.

101. A. M. Afanas'ev, E. Yu. Tsymbal, V. M. Cherepanov et al. Structural instability andthermal history effects in oxygen-reduced superconducting ceramic YBa2(Cu.983Fe.oi7)306.8. Sol. State Commun., 1990, v. 76, p. 701-706.

102. S. Nasu, M. Yoshida, Y. Oda et al. 57Fe and 57Co Mossbauer studies of high Tc Y-Ba-Cu oxides. J. Magn. Magn. Mater., 1990, v. 90-91, p. 664-666.

103. M. J. Durst, C. E. Violet, N. W. Winter, and Z. Mei. Curve fitting complex

104. Mossbauer spectra; application to HoBa2(Cu. 95Fe.05)3O7.02 Nucl. Instrum. and Meth. B, 1994, v. 93, p. 521-529.

105. G. Bottom, D. Candolfo, A. Cecchetti, F. Masoli. a-Fe particles for magnetic recording. In: "Magnetic Properties of Fine ParticlesEds. J. L. Dorman and D. Fiorani, Elsevier Sci. Publ., Amsterdam, 1991, p. 323-328.

106. B. H. Sohn, R. E. Cohen, G. C. Papaefthymiou. Magnetic properties of iron oxidenanoclusters within microdomains of block copolimers. J. Magn. Magn. Mater, 1998, v. 182, p. 216-224.

107. L. S. Prichard, K. O'Crady. High speed switching in metal particle recording media.

108. J. Magn. Magn. Mater, 1999, v. 193, p. 220-223.

109. P. Ruuskanen, A. Deribas, A. Shtertser, T. Korkala. Magnetic properties of Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9 alloy compacted by a shock-wave technique. J. Magn. Magn. Mater, 1998, v. 182, p. 185-192.

110. N. Randrianantoandro, A. Slawska-Waniewska, J. M. Greneshe. Magnetic interactionsin Fe-Cr-based nanocrystalline alloys. Phys. Rev. B, 1997, v. 56, p. 10797-10800.

111. N. Randrianantoandro, A. Slawska-Waniewska, J. M. Greneshe. Magnetic propertiesof Fe-Cr-based nanocrystalline alloys. J. Phys.: Cond. Matter, 1997, v. 9, p. 1048510500.

112. A. Slawska-Waniewska, J. M. Greneshe. Magnetic interfaces inFe-basednanocrystalline alloys determined by Mossbauer spectroscopy. Phys. Rev. B, 1997, v. 56, p. R8491-R8494.200

113. В заключение автор считает своим приятным долгом выразить глубокую благодарность своему учителю А. М. Афанасьеву, в тесном сотрудничестве с которым развивались представленные в диссертации исследования.

114. Особую благодарность автор хотел бы выразить академику К. А. Валиеву, директору ФТИАН, за постоянный интерес и внимание, а также поддержку исследований, представленных в настоящей работе.