1tom - 0323.htm
и
ш
X
ш
X
X
О
и >k
ас
периодом и некоторые связанные с этим оффекты, «Письма в более подробно методом АЯМР были изучены меха-
рШеЭ^ К" 1н?с4^; └US,*"»" Ут£££- ,^ЭтУ; -из*,, спин-фононных нзаимодействий в разл. диэлект-
1977, т. 73, в. f>, с. 1878. ю. м. Гальперин, риках, что позволило усовершенствовать теорию внут-
АКУСТЙЧЕСКИЙ ЯДЕРНЫЙ МАГНИТНЫЙ РЕЗО- рикристаллич. электрич. полей и вычислить ряд
НАНС (АЯМР) ≈ поглощение энергии акустич. волн параметров кристаллич. реш╦тки, напр. угл. харак-
определ. частоты (избмрат. поглощение фононов) си- теристики хим. связей, градиенты электрич. полей на
стсмой ядерных спинов тв╦рдого тела, возникающее ядрах. Разработан способ оценки дефектности кри-
при совпадении частоты УЗ с интервалом между энер- сталлов на основе изучения спин-фононных взаимо-
гетич. уровнями ядерных спинов во внеш. магнитном действий и сравнения ширины линий АЯМР и ЯМР.
или внутрикрметаллическом поле. Это явление анало- Использование двойных магнитоакустич. рсзонансов
гично ядерному магнитному резонансу (ЯМР). позволило исследовать ряд ноных явлений; динамич.
Известно неск. механизмов, ответственных за по- поляризацию атомных ядер УЗ, акустич. многокван-
тлощение энергии акустич. волн ядерными спинами товые переходы в многоуровневых неэквидистаптных
(ядерные спин-фотонные взаимодействуя]. Так, для ядерных и электронно-ядерных системах. Высокая
диэлектриков с ядерными спинами />V2 наиболее чувствительность позволяет применять двойные резо-
сушественны модуляция акустич. волной электрич. нансы к изучению АЯМР ядер с малой концентрацией
виутрикриста;ишч. поля и возникновение при этом или слабым сшш-фононным взаимодействием. Методом
переменных градиентов электрич. поля, взаимодей- АЯМР были исследованы монокристаллы металлов,
ствующих с квадрунольными моментами ядер. Для сплавов и низкоомных полупроводников. Такие ис-
ядор с /=1/2, у к-рых отсутствуют квадрунольные следования с помощью ЯМР ограничиваются только
моменты, преобладает модуляция магн. диполь-ди- глубиной скин-сдоя, в то время как использование
вольных взаимодействий. В парамагнетиках, где су- АЯМР позволяет изучать образцы больших объ╦мов,
ществует сильная связь электронов с ядрами, спин- Причем в ряде случаев для кристаллов с высокой про-
фононное взаимодействие осуществляется посредством видимостью АЯМР является единств, методом иссле-
модуляции сверхтонких электронно-ядерных взаимо- дования спиновых систем (напр., для ядер рения),
действий. Распространение акустич. волны в прово- Очень большое резонансное поглощение звука (сср ~
днщен среде, содержащей свободные электроны, при- ~ 1 ≈103 см"1) обнаружено на спинах магнитоактив-
водит к возникновению переменного магн. поля, воз- ных ядер в антифсрромагнетиках типа «плоскость л╦г-
действующего на ядерные спины. Однако при наличии кого намагничивания», что связано с сильным элект-
достаточно большого квадрунолъного момента в про- ронно-ядерным взаимодействием. Такие вещества яв-
водниках может действовать и квадруиольньш меха- ляются модельными образцами для исследования раз-
низм. Установлено, что спин-фононная связь усили- личных нелинейных эффектов. Так, в условиях АЯМР
вается за сч╦т дефектов, создающих дополнит, локаль- был обнаружен солитопный характер распространения
ные градиенты электрич. поля на ядрах. акустич. импульсов, что ранее наблюдалось в осн.
Изучение АЯМР проводится на У3-ч.астотах 1 ≈100 в оптич. диапазоне.
МГц двумя методами. В первом ≈ непосредственно Лит..- Ш у т и л о в В. А., Ядерный магнитный ркжшанс
Измеряется дополнит, поглощение звука в образце При на ультразвуке, «Ануст. ж.», 19^2, т. S, с. 383; К е с с е л ь А. р.,
пр-ггшякгр КочгЫЪ погтттттрния Ядерный акустический резонанс, М., 19(19; Физическая акусти-
ре-юпансе. поэфф. поглощения ка> 1ЮД р(1Д у Мэ.?ола, мер. с англ., т. 4, ч. А, М., 1969, гл. 3;
a, =W"l:m.\\n/oVv& Магнитная квантовая акустина, М., 1977.
Е> ' '*∙ 1 В. Л. Голенищев-Кутузов.
где W ≈ вероятность переходов между ядерными АКУСТИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ≈ см. Импе-
\ спиновыми уровнями п и т под действием УЗ с ча- дапс акустический.
\ стотой ш, kn=Nn≈Nm ≈ разность насел╦нностей уров- АКУСТОКОНЦЕНТРАЦИОННЫИ ЭФФЕКТ ≈ измо-
: ней, р и V ≈ плотность и объ╦м образца, v ≈ скорость нение концентрации носителей заряда вблизи поверх-
распространения УЗ-.волны. Поскольку ар ~ 10~в≈ ностей полупроводникового образца под действием
10"11 см"1, то для достижения необходимой чувстви- распространяющегося в н╦м стационарного акустич.
j тсльности используются те же методы, что и в ЯМР. потока. Является прямым следствием увлечения но-
Измерит. генератор, возбуждающий составной резо- сителей звуковой волной (см. .Акустоэлектрический
натор (образец -р пьезопреобразователь), настраива- эффект).
ется на одну из собств. частот резонатора. К образцу АКУСТОМАГНЙТОЭЛЕКТРЙЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ≈
прикладывается магн, поле, к-рое медленно изме- возникновение поперечной эдс под действием УЗ-
няется. Дополнит, поглощение акустич. энергии ядер- волны в тв╦рдом проводнике, помещ╦нном в магн.
ной спин-системой проявляется в изменении ампли- ноле. А. э-. обусловлен увлечением носителей заряда
туды напряжения на выходе генератора при прохож- УЗ-волной (см. Акустоэлектрический эффект] и от-
дении магн. полем значения, соответствующего АЯМР. клонснием HOTOK<JB носителей заряда магн. полем.
Во втором методе используется акустич. насыщение При прохождении ультразвука через проводник с
ядерных спиновых уровней. Резонансные акустич. биполярной проводимостью (собств. полупроводник,
колебания возбуждают переходы между спиновыми полуметалл] возникают потоки электронов проводи-
уровнями, а возникающее при этом изменение насе- мости и дырок в направлении распространения УЗ.
л╦нностей уровней измеряется но интенсивности сиг- Под действием перпендикулярного к ним магн, поля
налов ЯМР. Вследствие акустич. возбуждения спи- эти потоки отклоняются в противоположные стороны.
новых переходов разность насел╦шюстей уровней, В результате возникает эдс (или ток в случае электри-
а следовательно, м интенсивность сигналов ЯМР умснь- чески замкнутого проводника) в направлении, пер-
шаются в отношении пендикулярном к магн. полю и к УЗ-потоку, Т. о.,
А!А = (l-\\-Wv )~1'/г А. э. и биполярных проводниках аналогичен фото-1 ° ^ ~"~ х' * магнитоэлектрическому эффекту с той разницей, что где Ап ≈ первонач. интенсивность сигнала, А ≈ ин- потоки электронов и дырок обусловлены не градиен-тенсивность сигнала при акустич. воздействии, тх ≈ том концентрации носителей, вызванным неодноро-время спин-реш╦точной релаксации, г (~ 1≈3) он- дным освещением образца, а УЗ-волной. ределяется характером распространения акустич. волн В монополярных проводниках (примесных полуиро-в образце. водниках) происхождение А. э. сложнее. Если в па-Метод АЯМР обладает рядом дополнит, возможно- правлении УЗ-потока образец электрически замкнут, стей по сравнению с ЯМР, что связано с отличными от то имеет место акустоэлектрич. эффект Холла, отли-ЯМР правилами отбора для переходов и особенно- чающийся от обычного Холла эффекта тем, что про- ._ стями ядерного спин-фонопного взаимодействия. Нал- дольный (диссипативный) ток созда╦тся не внеш. *5
")
}
