Нейтронная дифракция

Cтраница 4

Ядерные силы намного превосходят магнитные. В некоторых благоприятных случаях он даже может быть сравним с электронным магнитным моментом, величина которого сделала возможным изучение электронного антиферромагнетизма с помощью нейтронной дифракции. [46]

В Сакле имеется атомный реактор, предназначенный для научных исследований. В то время группа нейтронщиков прилежно изучала там антиферромагнетизм ( электронный, конечно) с помощью нейтронной дифракции. Моя проблема заключалась в том, чтобы уговорить их забросить все, что они делали, и вместе с моей лабораторией приняться за эксперимент, в то время весьма новый для них ( да и для всех) и посвященный нейтронной дифракции поляризованных нейтронов на динамически поляризованной мишени фтористого кальция. [47]

Все эти вращающиеся системы и отрицательные температуры слишком уж были непохожи, по их мнению, на настоящий ферромагнетизм или антиферромагнетизм, к которому они привыкли. В 1969 году на международной конференции по магнетизму, где я докладывал о первом наблюдении ядерного антиферромагнитного порядка, мне возразили, что такой порядок невозможен, потому что при нем дипольная энергия спинов принимает максимальное значение. Однако с нейтронной дифракцией было одно маленькое затруднение ( на которое те же специалисты поторопились мне указать) - ядерные магнитные моменты меньше атомных на три или четыре порядка и то, что хорошо для электронного магнетизма, не годится для ядерного. [48]

Нентронограммы для МпО при 80 К и при 293 К. [49]

Второй метод заключается в изучении дифракции нейтронов при 2 темп - pax рассеивателя - ниже и выше критической. В последнем случае магнитное рассеяние нейтронов дает лишь диффузный некогсрептный вклад. При этом надо иметь уверенность в том, что при указанном изменении темн-ры не происходит изменения крнсталло-хим. В этом случае sin аны 0 и нейтронная дифракция обусловливается исключительно ядерным рассеянием. Измеренный таким путем вклад в дифракцию нейтронов со стороны ядерного рассеяния может быть затем вычтен из экспериментальных результатов в отсутствие указанного намагничивания. Тем самым будут выделены данные по магнитной дифракции нейтронов. [50]

А потому, что магнитный момент ц индуцированный ядерным моментом fj, не ядерный, а электронный. Это не пустые слова: плотность намагниченности, которая соответствует моменту, не сосредоточена в ядре, как у настоящего ядерного момента / j, а распределена по всему иону. В принципе, хотя вряд ли на практике, в сумме р ( ц / /) возможно было бы отделить с помощью нейтронной дифракции часть, размазанную по иону, от настоящего ядерного момента / j, сосредоточенного в ядре. Момент fj, безусловно магнитный, но не ядерный. Поэтому я и настаиваю педантично на названии псевдоядерный магнетизм. [51]

Я не раз настаивал на том, что электронный антиферромагнетизм является результатом обменного взаимодействия между спинами, которое по сути немагнитно. Однако наблюдение его с помощью нейтронной дифракции обусловлено магнитным взаимодействием между магнитными моментами нейтронов и электронов. Это чисто магнитное явление, обусловленное магнитным взаимодействием ядерных магнитных моментов. Но наблюдение его с помощью нейтронной дифракции обусловлено чисто ядерным немагнитным ( псевдомагнитным, как я его назвал) взаимодействием ядерных и нейтронных спинов. [52]

Нейтронная дифракция является основным методом определения степени упорядочения. Многие из упорядоченных структур карбидов и нитридов, обсуждаемых в этом разделе, предположительны. Некоторая неопределенность существует главным образом в тех случаях, когда структурный тип был выведен без привлечения метода дифракции нейтронов. Например, высокотемпературной модификации фаз Ме2С предположительно была приписана структура Ц, в которой атомы углерода расположены беспорядочно. В основу этого предположения положен тот факт, что энтропийный фактор должен увеличиваться при повышении температуры. Однако наличие именно этого структурного типа не соответствует данным нейтронной дифракции. Некоторые из типов упорядочения могут быть также стабилизированы примесями, такими, как кислород или водород. Различия между структурами в основном наблюдаются во второй координационной сфере, и поэтому изменение энергии между структурами может быть малым и на него может влиять наличие примесей. [53]

Основные принципы этого метода те же, что и в случае дифракции рентгеновских лучей, но экспериментальная методика значительно сложнее. Пучки нейтронов достаточной интенсивности могут быть получены в атомных котлах. Затем пучок отражается от большого монокристалла для выделения нейтронов со сравнительно небольшим интервалом скоростей и, следовательно, длин волн. Результирующий пучок гораздо слабее, чем пучки рентгеновских лучей, используемые в обычных дифракционных исследованиях, так что необходимы длительные экспозиции. Положения и интенсивности дифрагированных пучков определяют с помощью счетчиков нейтронов, так как нейтроны не воздействуют на фотографические пластинки. Полная операция гораздо более трудоемка, чем при рентгеновских исследованиях, и поэтому этот метод используется только для немногих специальных целей. Однако он незаменим для изучения кристаллов, содержащих водород, так как только он позволяет достаточно надежно определить положения атомов водорода. Далее, атомы с большими парамагнитными моментами очень сильно взаимодействуют с нейтронами независимо от эффекта рассеивания на ядрах. Это позволяет получать сведения о структурах ферромагнитных и других подобных материалов. Но для интерпретации данных по нейтронной дифракции обычно необходимо предварительно определить структуру ( насколько это возможно) с помощью обычных рентгеноструктурных методов. [54]

Страницы: 1 2 3 4