Einfluß von statischen Feldgradientenverteilungen und Interferenzeffekten auf die NAR-Linienform in einkristallinem Niob
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Zusammenfassung
Nuclear Acoustic Resonance (NAR) in 93 Niobium single Crystals exhibits a hitherto unexplicable resonance line shape.
Within the framework of a linear response approach for the dynamically generated magnetic fields and dynamical field gradients generated by the acoustic wave in the bulk crystal the one-particle acoustic susceptibility of the Niobium nucleus is calculated using the quantum mechanical equation of motion.
It is demonstrated that because of the simultaneous interactions of the magnetic dipole moment and the electric quadrupole moment of the Niobium nucleus interferences in the NAR-resonance arise depending largely on the sign of the mean static electric field gradient which is unavoidably present due to a static strain of the real cubic crystal lattice.
Although especially in Niobium the transition probabilities for both dipole- and quadrupole transitions are nearly equal and therefore the conditions for occurence of a large interference effect on the resonance line shape are fulfilled, the experimentally observed NAR-lineshape in fact does esxhibit only a negligibly small asymmetry in contrast to the theory. Neither are cross relaxation effects due to dynamical fluctuating fields caused by mobile hydrogen atoms in the crystal able to explain the peculiar resonance line shape.
As an alternative the observed NAR-lineshape may be explained by appropriate distributions of inhomogeneous fields caused by immobile point defects of built-in lattice defects such as carbon or oxygen atoms.
Zusammenfassung in einer weiteren Sprache
Die Akustische Kernspinresonanz (NAR) in einkristallinem 93 Niob weist eine bisher unerklärte Resonanzlinienform auf.
Im Rahmen eines Linear-Response Ansatzes für die durch die akustische Welle im Innnern des Kristall generierten dynamischen Magnetfelder sowie Dynamischen Elektrischen Feldgradienten wird mit Hilfe der quantenmechanischen Bewegungsgleichung für den Niob-Kern die akustische Einteilchen-Suszeptibilität berechnet, und gezeigt, daß aufgrund der gleichzeitigen Wechselwirkung des magnetischen Dipolmoments und des elektrischen Quadrupolmoments des Niob-Kerns es zu Interferenzen bei der NAR-Resonanz kommt.
Bei Annahme von normalverteilten inhomogenen Feldern für magnetische und elektrische Kernwechselwirkung errechnet sich für die Interferenzwechselwirkung eine starke Abhängigkeit vom Vorzeichen des mittleren statischen elektrischen Feldgradienten bei vorhandener statischer Deformation des kubischen Kristallgitters.
Obwohl in Niob die Übergangswahrscheinlichkeiten für Dipol- und Quadrupolübergänge annähernd gleich groß sind und daher einen großen Einfluß der Interferenz auf die NAR-Resonanzlinienform erwarten lassen, weist die experimentell gewonnene NAR-Linienform weder die aus der allgemeinen quantenmechanischen Theorie folgende Unsymmetrie infolge Interferenz der Wechselwirkungen auf, noch läßt sie sich aus dem Effekt der Kreuzrelaxation infolge dynamischer fluktuierender Felder, die durch gelöste, mobile Wasserstoffatome hervorgerufen werden, erklären.
Es wird gezeigt, daß immobile Punktdefekte, wie sie durch statische Inhomogenitäten, wie im Kristallgitter eingebaute Kohlenstoff- oder Sauerstoffatome existieren, entsprechende Verteilungsfunktionen der inhomogenen Felder erzeugen, die eine mögliche Erklärung der beobachteten NAR-Linienform darstellen.
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ISO 690
BARTELL, Ulrich, 1980. Einfluß von statischen Feldgradientenverteilungen und Interferenzeffekten auf die NAR-Linienform in einkristallinem NiobBibTex
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note={Berlin, Freie Univ., Diplomarb., 1980}
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