Локальная структура

Кристаллическая структура оксида индия(III)

Локальная структура — термин в ядерной спектроскопии , обозначающий структуру ближайших соседей атома в кристаллах и молекулах . Например, в кристаллах атомы упорядоченно упорядочены в широких пределах, образуя даже гигантские высокоупорядоченные кристаллы ( Найка Майн ). Однако на самом деле кристаллы никогда не бывают совершенными и имеют примеси или дефекты, а это означает, что инородный атом находится в узле решетки или между узлами решетки (междоузлиями). Эти небольшие дефекты и примеси невозможно обнаружить такими методами, как дифракция рентгеновских лучей или дифракция нейтронов , поскольку эти методы усредняют по своей природе измерения большого числа атомов и, следовательно, нечувствительны к эффектам в локальной структуре. Методы ядерной спектроскопии используют в качестве зонда определенные ядра . Ядро атома примерно в 10 000–150 000 раз меньше самого атома. Он испытывает электрические поля, создаваемые электронами атома, окружающими ядро. Кроме того, на поля, которые испытывает ядро, влияют и электрические поля, создаваемые соседними атомами. Взаимодействие между ядром и этими полями называется сверхтонкие взаимодействия , влияющие на свойства ядра. Поэтому ядро ​​становится очень чувствительным к небольшим изменениям в его сверхтонкой структуре, которые можно измерить методами ядерной спектроскопии, такими как, например, ядерный магнитный резонанс , мессбауэровская спектроскопия и возмущенная угловая корреляция .

С помощью тех же методов можно исследовать локальные магнитные поля в кристаллической структуре и получить магнитную локальную структуру. Это имеет большое значение для понимания дефектов магнитных материалов, которые имеют широкий спектр применения, таких как современные магнитные материалы или эффект гигантского магнитосопротивления , который используется в материалах считывающих головок жестких дисков.

Исследование локальной структуры материалов стало важным инструментом для понимания свойств, особенно функциональных материалов, например, используемых в электронике, чипах, батареях, полупроводниках или солнечных элементах. Многие из этих материалов являются дефектными материалами, и их специфические свойства контролируются дефектами.

Ссылки

• Кауфманн, Элтон Н ; Райнер Дж. Вианден (1979). «Градиент электрического поля в некубических металлах». Обзоры современной физики . 51 (1): 161–214. Бибкод : 1979РвМП...51..161К . дои : 10.1103/RevModPhys.51.161 .