Физическая энциклопедия - акустический ядерный магнитный резонанс

(АЯМР), избирательное поглощение энергии акустич. колебаний (фононов), обусловленное переориентацией магн. моментов ат. ядер в тв. теле, помещённом в постоянное магн. поле. Для большинства ядер резонансное поглощение наблюдается в области УЗ частот от 1 до 100 МГц. АЯМР аналогичен ядерному магнитному резонансу (ЯМР). Природа резонансного поглощения фононов связана с передачей энергии упругой волны системе яд. спинов вследствие модуляции акустич. колебаниями разл. внутр. вз-ствий (см. СПИН-ФОНОННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ). Акустические колебания с частотой v, распространяясь в в-ве, могут вызвать квант. переход ядра между магн. подуровнями, характеризуемыми разными направлениями спина, если энергия фонона равна разности между уровнями энергий. Переход с нижнего уровня ?1 на верхний ?2 сопровождается поглощением фонона, Уровни энергии для ядра со спином I=3/2 в постоянном магн. поле. Стрелками изображены возможные переходы для АЯМР с m=В±1 и с m=В±2. а переход с верхнего уровня на нижний его излучением.

Поскольку при термодинамич. равновесии число ядер N2 на уровне с энергией ?2 меньше, чем число спинов N1 на уровне ?1 при акустич. колебаниях число актов поглощения превышает число актов излучения, и в результате происходит резонансное поглощение фононов АЯМР и наблюдается резонансная линия с характерной для неё шириной и формой.

При АЯМР разрешены переходы с магнитными квантовыми числами m= В±1, В±2 (рис.), в то время как в обычном ЯМР разрешены переходы только с m=В±1. Экспериментально АЯМР наблюдается, как и акустический парамагнитный резонанс, в виде добавочного поглощения УЗ (метод прямого акустич.

резонанса) или регистрацией насыщения линий ЯМР (метод акустич. насыщения ЯМР). Применение АЯМР позволяет расширить возможности ЯМР и получить дополнит. информацию о структуре тв. тел. АЯМР широко используется при исследованиях металлов и низкоомных ПП (напр., InSb), когда применение методов ЯМР затруднительно вследствие скин-эффекта, не позволяющего эл.

-магн. полю проникнуть внутрь образца. АЯМР метод исследования яд. спин-фононного вз-ствия; он позволяет изучать при комнатных температурах однофононные процессы, к-рые в ЯМР проявляются только при очень низких темп-рах, получать информацию о дислокациях и др. дефектах кристалла, о величине и природе внутренних магн. полей, а также о процессах тепловой релаксации в магн.

материалах, в частности о роли вз-ствия фононов со спиновыми волнами (см. МАГНИТОУПРУГИЕ ВОЛНЫ). АЯМР можно использовать для регистрации нелинейных фонон-фононных вз-ствий в тв. телах (см. НЕЛИНЕЙНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН). .