Применение метода ЯГР для изучения самоорганизации в кристаллах

МОСКОВСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 
имени М.В. ЛОМОНОСОВА


Физический факультет

 

 

 

 

Применение метода ЯГР для изучения самоорганизации в кристаллах

 

 

 

 

 

Выполнил студент 217 группы

Толстов И.О.

Научный руководитель –

Годовиков С.К.

 

 

Москва  — 2012

 

Содержание:

Введение ……………………………………………………………………….….3

2. Мессбауэровский  резонанс…………………………………………………...5

3. Измеряемые величины

3.1. Изомерный сдвиг…………………………………………………..………..9

3.2. Квадрупольное  расщепление……………………………………………..10

3.3. Магнитная  сверхтонкая структура……………………………………….11

4. Синергетика  конденсированных сред……………………………………..12

5. Обзор литературы……………………………………………………………..13

Выводы……………………………………………………………………….…18

Список литературы………………………..……………………………………..22

 

Введение.

Резонансные методы приобрели в последние десятилетия широкое распространение при исследовании вещества в различном состоянии. Набор данных методов постоянно пополняется благодаря открытию новых видов резонанса. Особенно многообразны виды резонанса в твердых телах.

Колебательные системы, способные резонировать, могут иметь весьма различную природу. В веществе такими системами являются электроны, электронные оболочки атомов, магнитные и электрические моменты атомов, молекул, примесных центров в кристаллах и т.д. Однако во всех случаях общая картина резонанса сохраняется: вблизи резонанса возрастают амплитуда колебаний и энергия, передаваемая колебательной системе извне. Возрастание прекращается, когда потери энергии (трение, тепловое рассеяние) компенсируют ее прирост.

Каждое вещество имеет свой характерный спектр частот собственных колебаний. Собственные частоты могут находиться в широком диапазоне частот (от 102 до 1022 Гц). Указанный набор частот является своеобразной визитной карточкой вещества, изучая которую можно определить химический состав, структуру, симметрию и другие характеристики вещества.

Наиболее удобным  и распространенным видом периодического внешнего воздействия является электромагнитное излучение. В зависимости от диапазона частот используют различные способы генерации (радиопередатчики, лампы накаливания, рентгеновские трубки, радиоизотопы и т.д.) и детектирования (радиоприемники, болометры, фотоэлементы, фотопленки, счетчики Гейгера и т.д.). Таким образом появились различные области физики, как радиоспектроскопия, оптическая спектроскопия, рентгеновская спектроскопия, мёссбауэровская спектроскопия. Хотя во всех этих областях изучают резонансное взаимодействие электромагнитного излучения с веществом, природа такого взаимодействия различна.

 Резонансные  методы являются наиболее чувствительными и точными методам исследования вещества. С их помощью был получен большой объем информации о химическом составе, структуре, симметрии и внутренних взаимодействиях между структурными единицами вещества.

  1. Мессбауэровский резонанс.

Мессбауэровский резонанс - резонансное поглощение и рассеяние g -квантов ядрами атомов вещества [3]. В спектре твердого тела этому резонансу могут отвечать очень узкие пики, если процесс излучения или поглощения g -кванта происходит без отдачи (эффект Мёссбауэра, 1958 год). Такой процесс возможен, если энергия отдачи ядра меньше минимальной энергии фононов, так как в этом случае происходит бесфононный квантовый переход. В связи с чрезвычайной узостью пиков g -резонанса (dν/ν ~ 10-10) его можно использовать для очень точного измерения частоты.

Суть эффекта  Мессбауэра состоит в испускании и поглощении g-квантов ядрами в твердом теле без потери энергии на отдачу. Поясним это определение. Дело в том, что атомное ядро, как и атом или ион, может находиться в основном состоянии, то есть состоянии с наименьшей энергией, и в возбужденных состояниях с более высокой энергией. Эти состояния обозначаются на диаграммах сплошными горизонтальными линиями, как это показано на рис. 1, а по вертикали откладываются значения энергии. Энергия основного состояния при этом принимается равной нулю. Энергия первого возбужденного состояния различна у разных ядер и может составлять десятки килоэлектронвольт.

 В возбужденном  состоянии ядро может оказаться  либо в результате поглощения g -кванта, энергия которого равна разности энергий между возбужденным и основным состояниями ядра, либо в результате радиоактивного распада. В первом случае происходит поглощение g -кванта, во втором - при переходе ядра из возбужденного состояния в основное - происходит его испускание. Если ядра, испускающие или поглощающие g -кванты, находятся в состоянии теплового движения (жидкость, газ), то при этом в соответствии с законами сохранения энергии и импульса энергия g-квантов будет определяться и состоянием движения ядер. Поскольку скорости движения ядер в газе или жидкости могут быть различными, то и энергии g -квантов будут составлять некоторый набор энергий, в результате чего линия поглощения (излучения) окажется широкой.

Однако в твёрдом  теле можно наблюдать иную ситуацию. Здесь энергия при излучении g -кванта передаётся решётке частями, кратными энергии фонона h n. И тогда, если энергия отдачи ядра гораздо меньше энергии фонона с вероятностью

могут наблюдаться процессы, проходящие без возбуждения решётки. Здесь п - квантовое число, задающее состояние твёрдого тела и зависящее от температуры. В дебаевской модели твёрдого тела формула принимает вид:

где kи - фактор Больцмана и

 

температура Дебая, Т - температура. Вероятность процессов без отдачи наибольшая при низких температурах, а с ростом температуры и, следовательно, вероятность падает.

Важнейшим свойством излучения без отдачи является ширина линии. Если решётка не возбуждается, ширина бесфононной компоненты излучения определяется только шириной ядерных уровней, между которыми происходит переход. Из принципа неопределённости, для ядра со временем жизни ~10-7 с ширина линии составит ~ 10 -8эВ. Для фотона с энергией 100 кэВ отношение ширины линии к энергии фотона составит10-13 Это означает, что энергия фотонов может быть измерена с точностью 10-13

Очень малая  ширина линии излучения g -квантов в эффекте Мёссбауэра была использована американскими физиками Паундом и Ребки в 1960 году для экспериментального подтверждения одного из основных выводов общей теории относительности А. Эйнштейна - красного смещения частоты электромагнитного излучения в поле тяжести Земли. Наиболее широкое применение эффект Мёссбауэра нашел в физике и химии твердого тела.

В настоящее время известно более 90 изотопов, на которых наблюдается  эффект Мёссбауэра. Наиболее часто в физических экспериментах используются два изотопа: 57Fe и 119Sn, что объясняется относительной простотой выполнения на них мёссбауэровских измерений.

Схема эксперимента для наблюдения эффекта была предложена и реализована  Р.Л. Мёссбауэром в 1958 году и с тех пор лишь модернизируется. Эта схема приведена на рис. 2.

 Имеется  источник монохромных g-квантов, представляющий собой вещество, содержащее короткоживущие изомеры определенных изотопов, например 57mFe и 119mSn для изотопов 57Fe и 119Sn с временами жизни 140 и 25,4 нс соответственно. В качестве материнских долгоживущих ядер, после распада которых образуются изомеры 57mFe и 119mSn, используются ядра 57Со (период полураспада 270 дней) и 119mSn (период полураспада 250 дней). Затем ставится поглотитель - вещество, содержащее тот же самый изотоп, что и излучатель, а за ним детектор g-квантов. Испускаемые излучателем g-кванты попадают на поглотитель. Те из них, энергия которых совпадает с разностью энергий возбужденного и основного состояний ядер изотопа в поглотителе, возбуждают ядро, поглощаясь при этом, и не попадают на детектор. Кванты же других частот проходят через поглотитель свободно и регистрируются детектором. Очевидно, что для того, чтобы получить спектральную линию, необходимо изменять энергию g-квантов излучателя. Поскольку спектральные линии в эффекте Мёссбауэра очень узкие, девиация частоты g-квантов излучателя должна быть небольшой. Для этого используют эффект Доплера - зависимость частоты излучения электромагнитной энергии от скорости движения источника излучения. При мёссбауэровских измерениях излучатель движется со скоростью ± V, поэтому вместо энергии или частоты по оси абсцисс откладывают скорость (обычно в мм/с).

  1. Измеряемые величины

3.1 Изомерный сдвиг

Атомное ядро электростатически взаимодействует с окружающим его электронным зарядом. Изменение плотности электронов приводит к изменению кулоновского взаимодействия и сдвигу ядерных уровней.

Данный сдвиг называется изомерным, поскольку зависит от разности радиусов ядра в основном и возбуждённом состояниях. Диаграммы ядерных уровней при наличии изомерного сдвига приведены на рис. 3.

Рис. 3. Изомерный сдвиг.

 

Величина dE - разность энергий электростатического взаимодействия точечного ядра и ядра с радиусом R, имеющего тот же заряд. Данная разность обусловлена разностью электростатических потенциалов ( для точечного ядра, и при r < R, при r > R для ядра с радиусом R). Изменение энергии g-кванта за счёт электростатического взаимодействия определяется разностью величин dE для возбуждённого и основного состояний ядра.

Мессбауэровский спектрометр  позволяет сравнивать с большой  точностью энергии ядерных переходов  в двух веществах, что позволяет вычислить изомерный сдвиг относительно некоторого стандартного вещества.

Изомерный сдвиг даёт представление об электронных конфигурациях, валентностях атомов в веществе.

 

3.2. Квадрупольное расщепление

Квадрупольное расщепление  - результат взаимодействия квадрупольного момента ядра Q с градиентом электрического поля, создаваемым другими зарядами кристалла. Квадрупольный момент ядра отражает отклонение формы ядра от сферически симметричной. Градиент электрического поля (ГЭП) на ядре формируется из 2-х составляющих: 1) зарядов окружающих ядро ионов и 2) незавершённых оболочек собственного атома.

Собственные значения гамильтониана  взаимодействия квадрупольного момента  с ГЭП позволяют найти значения энергии расщеплённых ядерных подуровней.

Схема подуровней и пример мессбауэровского спектра для 57Fe представлена на рис. 4.

Рис. 4. Квадрупольное расщепление [2].

 

Метод мессбауэровской спектрометрии  позволяет судить о форме ядер путём определения их квадрупольных моментов. Кроме того, при известном квадрупольном моменте, мессбауэровский метод позволяет оценить симметрию в кристаллах.

3.3. Магнитная сверхтонкая структура

В результате взаимодействия дипольного магнитного момента ядра m с магнитным полем на ядре Н, создаваемым электронами, возникает магнитная сверхтонкая структура Мессбауэровские опыты по сверхтонкому магнитному расщеплению позволяют наблюдать переходы не между подуровнями, а между двумя ядерными уровнями, каждый из которых может иметь магнитную сверхтонкую структуру. Диаграмма уровней магнитного сверхтонкого расщепления основного и первого возбуждённого состояний 57Fe, а также пример мессбауэровского спектра, представлены на рисунке 5.

В зависимости  от задач эксперимента, в мессбауэровских  опытах по сверхтонкому магнитному расщеплению  могут быть определены магнитный  момент mвозб возбуждённого состояния, либо магнитное поле на ядре Н.

Сверхтонкое расщепление  подуровней и влияние сверхтонкой  структуры на мессбауэровский спектр проиллюстрировано на рис. 5.

 

Рис. 5. Магнитная  сверхтонкая структура [2].

 

4. Синергетика конденсированных сред.

Явление неравновесной самоорганизации в твёрдых телах на данный момент мало исследовано. Само явление самоорганизации впервые наблюдалось в 1951 г. в химической реакции Белоусова-Жаботинского (окисление в растворе малоновой кислоты в присутствии сульфата церия и бромата калия) [6]. Реакция характеризуется циклическим изменением цвета реагентов ввиду периодического изменения валентности ионов церия. Возникает также пространственный порядок (волны различных форм на поверхности жидкости). Другой характерный пример - ячейки Бенара в слое масла, подогреваемого на плоской поверхности [4,5]. Существуют примеры самоорганизации и в твёрдом теле, однако в целом подобные примеры для физики твёрдого тела редкость. Скорее всего, дело в малой подвижности атомов твёрдого тела. Для выявления периодичности нужны длительные промежутки времени: недели, месяцы.

Однако именно метод ядерного гамма-резонанса (ЯГР) лучше всего подходит для изучения процессов подобного рода.

Уникальность метода складывается из нескольких достоинств:

1) время снятия спектра составляет ~ нескольких часов, что соответствует ожидаемым процессам изменения атомно-магнитной структуры с большим периодом;

2) абсолютная локальность метода позволяет наиболее полно исследовать микроскопическую, атомно-молекулярную структуру вещества;

3) исследование проводится на макроскопических образцах с характерным размером порядка единиц см, что полностью соответствует сущности синергетики - упорядочение в макрообъёмах.

Первые эксперименты по изучению процессов самоорганизации с применением метода ЯГР производились в 1980-е годы, однако в то время широкого распространения не получили [9].

В последние годы в  ОЯСМ НИИЯФ МГУ метод ЯГР активно  применяется для исследования данного класса явлений [7, 8]. Результатом изучения процессов самодиффузии в аморфных сплавах и металлических кристаллах стало обнаружение долговременных колебательных процессов атомной и магнитной структуры. Колебания наблюдаются при возбуждении внутренней структуры образца, в резко неравновесных условиях. Они имеют общую первопричину - локальное давление в образце (электрический/магнитный удар, механическое воздействие). Несомненен синхронизм процессов по всему объему материала, прослеживается стремление систем к самоорганизации.

Наиболее интересным представляется исследовать реакцию образца  на облучение элементарными частицами. Основное достоинство такого способа активации заключается в возможности избирательного воздействия на атомную структуру. Ограничение количества отклонённых от равновесного положения атомов можно варьировать величиной потока элементарных частиц и площадью облучаемой поверхности образца. Достаточно сильный отклик системы на такое избирательное возмущение был бы хорошим аргументом в пользу синергетического характера процесса автоколебаний. Ведь при достаточно малом количестве провзаимодействовавших с излучением атомов возмущение можно считать малой флуктуацией, сильный же отклик на такую флуктуацию свидетельствовал бы об эффективном переносе информации внутри системы, общей её переорганизации под действием этой флуктуации.

В то же время, можно выдвинуть  ряд ограничений на процесс активации  образца элементарными частицами. Требования таковы:

  1. Необходимо вызвать отклонение ионов кристаллической решётки от равновесных положений;
  2. Облучение должно способствовать формированию вакансий;
  3. Побочное дефектообразование, разрушение структуры, наведённая радиоактивность и др. подобные эффекты нежелательны.

Учитывая указанные  особенности, наиболее целесообразно возбуждать автоколебания в образце с помощью гамма-квантов с энергией порядка шести МэВ.

 

 

5. Обзор литературы

2.1. Общий обзор

Исследования  самоорганизационных явлений в  твёрдых телах, возникших в результате воздействия элементарных частиц, а также электрических и магнитных «ударов» стали производиться около 20 лет назад.

Одно из первых исследований в данной области относится к 1988 г. [9]. Куски фольги толщиной 5-10 мкм из сплавов Fe-Ni, Fe-Cr, Fe-Si, Fe-Ni-Cr были облучены электронами с энергиями 2 и 20 кэВ. Образцы исследовались методом ЯГР. После облучения были выявлены изменения мессбауэровских спектров, интерпретированные как концентрационное расслоение образцов, т.е. формирование внутри образцов областей с повышенной или пониженной концентрацией одного или нескольких компонентов сплава. По мнению авторов, речь идёт о синергетическом процессе в открытой системе со внесённой при помощи электронного облучения неравновесностью.

В НИИЯФ МГУ  начало исследований в данном направлении также можно отнести к 1988 году. Исследование методом ЯГР сверхтонких магнитных полей на примесях 119Sn в монокристаллах Tb и Dy позволило наблюдать в первых из них явление «распада» сверхтонкого поля - наведённая намагниченность убывала в зависимости от времени [10,11]. Было предложено объяснение, основанное на формировании примесных магнитных центров (ПМЦ) - областей вокруг примесных атомов, в пределах которых те активно взаимодействовали с магнитным окружением и меняли его характеристики. В [12] произведены теоретические оценки некоторых характеристик такого явления, демонстрирующие хорошее согласие с экспериментом.

В 1997 году при  помощи «магнитного удара» инициирована долговременная релаксация упорядоченной  магнитной структуры ферримагнитного  кристалла Tb0.8Y0.2Fe2 [13]. Импульс магнитного поля величиной до 250 кЭ и длительностью в несколько миллисекунд вызывал изменения заселённостей двух мессбауэровских секстетов, разрешаемых в этом веществе. Наблюдалась релаксация заселённостей к равновесным значениям за времена порядка месяца.

В работе [14] рассматривается возбуждение сходных процессов в данном материале при помощи «электрического удара» (dE/dt ~ 108 кВ/(см с)). Воздействием инициированы колебания заселённостей мессбауэровских секстетов продолжительностью порядка одного месяца. Результаты эксперимента подтвердили предложенное ранее объяснение релаксационных явлений в Tb0.8Y0.2Fe2 как коллективную переориентацию моментов атомов Fe вдоль кристаллографических направлений.

Работа [8] представляет собой исследование инициированного «электрическим ударом» необратимого колебательного перераспределения атомов в сложном кристалле SmFe11Ti.

Кристалл Nd2Fe14B имеет ряд особенностей, повышающих шансы обнаружить синергетическое явление.

1. Большое число атомов, приходящихся на элементарную ячейку. Данный фактор создаёт множественность путей возможных миграций атомов.

2. Наличие стехиометрических вакансий и лёгких атомов - то и другое увеличивает скорость миграций.

3. Простота исходной магнитной структуры, что облегчает оценку вида её дальнейшей сложной деформации.

4. Энергоёмкость объекта, что обеспечивает создание сильной неравновесности при внешнем воздействии.

В работе [15] исследовано явление самоорганизации на примере кристалла Nd2Fe14B. В рамках исследования данный кристалл был дважды активирован облучением гамма-квантами с различной поглощённой дозой через определённые промежутки времени, регистрировались все происходящие изменения с помощью метода ЯГР в течение 60 дней до облучения и 140 дней после. Так, замечено что через несколько дней после облучения возмущение отразилось на внутренней структуре образца. Характерные мессбауэровские спектры образца до (а) и после (b) облучения приведены на рис. 6. После нормирования спектров на фон, был построен разностный спектр (с). Сильные отличия последнего от нулевых значений указывают на произведённый облучением эффект.

 

 

Рис. 15. Мессбауэровские спектры образца а) до и b) после облучения, а также с) разностный спектр

Обработка спектров позволила говорить о ярко выраженных периодических изменениях заселённостей 2-го и 3-го секстетов. На активацию облучением система откликнулась тремя колебаний заселённостей А2 и А3 ( А2 > А3). Периоды варьировались в пределах от 15 до 19 дней. Затем приблизительно 70 дней система пребывала в возбуждённом состоянии. Ярко выраженных колебаний в этот период не наблюдалось, однако заселённости преимущественно были инвертированы относительно равновесных значений: А2 превышал А3. На 183-й день произошёл одиночный всплеск, после которого заселённости вернулись к равновесным значениям.

По результатам  второго облучения наблюдалось  два витка колебаний заселённостей 2-го и 3-го секстетов. Период колебаний составил ~20 дней. Кроме того, витки оказались разделены периодом спокойствия продолжительностью около 14 сут.

На всём протяжении измерений заселённости секстетов оставались инвертированными относительно наблюдавшихся после первого облучения.

 

Особое место  в ряду работ данного направления, выполненных в НИИЯФ МГУ, занимает серия экспериментов с кристаллами BiFeО3. BiFeО3 - яркий представитель редкого класса веществ, называемых мультиферроиками. К мультиферроикам относятся материалы, которые в одной фазе проявляют и электрическое, и магнитное упорядочение: в них можно наблюдать одновременно сегнетоэлектричество и ферромагнетизм.

BiFeО3 представляет собой материал со сложной атомной, магнитной и электрической структурой. Эта структура весьма чувствительна к внесённому возмущению. Поиск в таком кристалле явлений неравновесной самоорганизации методом ядерного гамма-резонанса представляет большой интерес. В работе наблюдалась временная зависимость мессбауэровских параметров в BiFeО3 при активации электрическим ударом.

Мониторинг образца  вёлся при помощи мессбауэровской  спектроскопии в течение 60 дней до облучения и 140 - после.

Электрический удар вызвал почти мгновенное отклонение большинства  мессбауэровских параметров от равновесных значений. Наиболее заметны изменения сверхтонкого поля. На всём протяжении измерений явный синхронизм с изменениями сверхтонкого поля продемонстрировал изомерный сдвиг. Резкому росту поля соответствует заметное снижение S, далее наблюдается аналогичная серия колебаний. Резкому спаду на графике сверхтонкого поля соответствует на временной шкале резкое увеличение S. Параметры квадрупольного расщепления Q и ширины линии W на протяжении колебательного процесса существенной динамики не показали. Однако синхронно со спадом поля и увеличением изомерного сдвига обнаружено резкое увеличение и квадрупольного сдвига. В дальнейшем некоторые особенности в районе 130-149-го дней наблюдения на графиках сверхтонкого поля, квадрупольного расщепления и изомерного сдвига также могут быть соотнесены между собой.

После относительной  стабилизации параметров, на 169-й день измерений, был произведён второй электрический  удар. Система ответила рядом резких синхронных изменений параметров, из которых особо стоит выделить скачок 246-го дня, отвечающий росту сверхтонкого поля (почти на 10 кЭ) и изомерного сдвига (на 0,05 мм/с), а также падению квадрупольного расщепления (на 0,06 мм/с).

В целом на этом этапе  эксперимента можно отметить 2 характерных  черты в поведении измеряемых величин.

Во-первых, наблюдается  инвертирование направлений отклонения параметров от равновесных значений. Если после первого удара сверхтонкое  поле резко возросло, то теперь оно  демонстрирует тенденцию к падению. Квадрупольный и изомерный сдвиг, напротив, заметно превышают равновесные значения. И если для изомерного сдвига тенденция к росту характерна на всём протяжении измерений, то эволюция квадрупольного сдвига Q в этом смысле антифазна сверхтонкому полю Hhf.

Стоит отметить, что наблюдаемая активность образца не приводит мессбауровские параметры к равновесным значениям, что говорит о сильной необратимой перестройке внутренней структуры образца.

На рис. 7 приведены в сравнении энергетические спектры электронных орбиталей, рассчитанные описанным методом для нормальной и искажённой решётки. Для каждой конфигурации показаны два спектра. Они соответствуют различной ориентации спинов электронов.

Рис. 25. Сравнение спектров электронных орбиталей в нормальной ячейке BiFeО3 и ячейке со «сжатой» структурой перовскита. Смещения атомов кислорода составляют соответственно: а) О А; Ь) 0,069 А; с) 0,1 A; d) 0,26 А

 

Как видно, вид спектров сильно зависит от размеров структуры перовскита. Если различия а) и b) не слишком велики, то для с) и d) наблюдаются драматические изменения. Бросаются в глаза их общие черты для обоих спектров.

В верхней части заполненной  области энергий (обозначается зелёным) и нижней части незаполненной области (сиреневый цвет) формируются широкие полосы близко расположенных энергетических уровней, которые могут перекрываться. Это означает, что электронам из заполненных оболочек проще попасть на незаполненные уровни. Такое перекрывание создаёт условия для передачи энергии внутри кристалла и перетекания электронных плотностей.

На спектре с) зазор  между верхним заполненным и  нижним незаполненным уровнями составляет всего около 0,5 эВ. Такие величины позволяют говорить о «металлизации» образца, то есть о такой модификации свойств кристаллической решётки, которая увеличивает подвижность электронов в ней, снижает общее электрическое сопротивление.

Кроме того, для спектра  с) наблюдается чрезвычайное «сжатие» диапазона энергий электронов. Спектр концентрируется по шкале энергий в районе 0 эВ, что дополнительно сближает энергетические уровни и, опять-таки, облегчает переходы электронов между ними.

Для искаженной решётки  в случае d) характерны другие особенности. Здесь спектр «сползает» по шкале энергий в область низких значений на несколько десятков эВ. Кроме того, графическое отождествление пространственного распределения электронной плотности с полученными энергетическими уровнями показало, что сжатие решётки вызывает резкое «сползание» энергий электронов, локализованных на центральном атоме железа в структуре перовскита, в область низких энергий. В спектрах а) и Ь) их энергии расположены существенно выше. Такой характер изменения их расположения, вполне согласуется с характером изменений величины изомерного сдвига на протяжении измерений.

Возмущение образца  электрическим ударом привело к  необычным результатам. Однако для  доказательства синергетической природы  произошедших изменений имеет смысл  провести активацию образца облучением γ-квантами. Так как активация образца Nd2Fe141B электрическим ударом и облучением дала различные результаты, ожидаются не менее значимые и интересные последствия активации BiFeО3 облучением.

 

Выводы.

На материале различных  исследований показана перспективность метода ядерного гамма-резонанса для исследования процессов самоорганизации в конденсированных средах. Данный метод позволяет уверенно обнаруживать процессы коллективной перестройки выведенных из равновесия атомных структур кристаллов. А при соответствующем выборе методов внесения возмущений в изучаемые системы, метод ЯГР способен ярко продемонстрировать именно синергетический характер таких процессов.

В рамках дальнейшего  применения метода ЯГР предлагается провести облучение гамма-квантами образца BiFeО3 с последующим регистрированием происходящих изменений в образце с помощью метода ЯГР.

 

 

Список литературы

  1. Шахмаев Н.М. Физика. М.: Высш. шк., 1977. Ч. 2: Колебания и волны. Оптика. Строение атома.
  2. Вертхейм Г., «Эффект Мессбауэра», Москва, «Мир», 1966
  3. Альтшулер С.А., Козырев Б.М. Электронный парамагнитный резонанс. М.: Наука, 1972
  4. Пригожин И., Стенгерс И. «Порядок из хаоса. Новый диалог человека с природой», Москва, URSS, 2003.
  5. Пригожин И., Николис Г. «Познание сложного», Москва, URSS, 2008
  6. Белоусов Б. П., «Сборник рефератов по радиационной медицине», Медгиз, Москва, 1959
  7. Годовиков С. К., «Колебательная самодиффузия лёгких ионов в аморфных сплавах», Известия РАН, серия физическая, т. 69, № 10, с. 1426-1431, 2005
  8. Годовиков С. К., Похолок К. В., «Направленная самодиффузия в металлических кристаллах», Физика металлов и металловедение, т. 104, № 4, с. 396-402,2007
  9. Дубовцев И. А., Гражданкин В. И., Верешков Г. М. и Лосев Н. Ф., «Изменение сверхтонких взаимодействий при концентрационных расслоениях металлических сплавов, облучённых электронами подпороговых энергий», Известия РАН, серия физическая, т. 52, № 9, с. 1711-1715,1988
  10. Овчинников В. В., «Радиационно-динамические эффекты. Возможности формирования уникальных структурных состояний и свойств конденсированных сред», УФН, т. 178, № 9, с. 991-1001, 2008
  11. Годовиков С. К., Морева Н. И. и Фиров А. И., «Магнитное окружение примеси Sn в Тb. Структура и свойства», Известия Академии Наук СССР, серия физическая, т. 52, №9, с. 1683-1687,1988
  12. Годовиков С. К., «Примесные магнитные центры в редкоземельных металлах», Физика твёрдого тела, т. 31, № 2, 1989
  13. Годовиков С. К., «Оценка параметров явления «распада» сверхтонкого магнитного поля на примеси Sn в Тb», Известия Академии Наук, серия физическая, т. 58, № 4, с. 35-39,1994
  14. Годовиков С. К., Перфильев Ю. Д., Попов, Ю. Ф., Фиров, А. И., «Долговременная релаксация упорядоченной магнитной структуры», Физика твёрдого тела, т. 40,
Применение метода ЯГР для изучения самоорганизации в кристаллах