ESPECTRO ENDOR DE ^155Gd^3+: ThO_2
El método espectroscópico de Resonancia Doble Nuclear Electrónica (ENDOR), desarrollado por G. Feher (1959), es una de las técnicas más importantes para el estudio de Interacciones Hiperfinas. La medición de las variaciones de amplitud de una línea espectral de Resonancia Electrónica Paramagnétic...
Guardado en:
| Autor principal: | |
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| Formato: | Tesis NonPeerReviewed |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
1973
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/248/1/1Fainstein_C..pdf |
| Aporte de: |
| Sumario: | El método espectroscópico de Resonancia Doble Nuclear Electrónica (ENDOR),
desarrollado por G. Feher (1959), es una de las técnicas más importantes para el estudio de
Interacciones Hiperfinas. La medición de las variaciones de amplitud de una línea espectral de
Resonancia Electrónica Paramagnética (REP), cuando se varía la radio frecuencia aplicada,
resulta en un espectro de radiofrecuencia, correspondiente a transiciones de Resonancia
Magnética Nuclear (RMN). En particular, es posible efectuar mediciones RMN en sólidos con un
alto grado de sensibilidad.
De este modo hemos estudiado las interacciones hiperfinas para el caso del isótopo 155
de Gadolinio, como impureza paramagnética (155^Gd^3+, 4f^7, 8^S_7/2, I = 3/2) en la red cristalina tipo
Fluorita de Oxido de Torio. Hemos considerado los siguientes aspectos del problema:
i) determinación precisa de momentos nucleares del isótopo 155 de Gadolinio, ii) efecto de la
red cristalina sobre la estructura hiperfina, iii) efecto de la deformación de la red cristalina sobre
la estructura hiperfina.
Para la realización de estas investigaciones hemos diseñado y construido un
Espectrómetro ENDOR, que opera en la frecuencia REP de 31,5GHz, con sistema de detección
homodino en 100KHz. El diseño particular de la Cavidad Resonante tiene en cuenta aquellos
factores que optimizan la relación señal:ruido de las líneas espectrales ENDOR, permitiendo
además la aplicación de presiones axiales sobre la muestra. Las mediciones fueron realizadas a
4K.
Para la interpretación del espectro ENDOR de 155^Gd^3+ : ThO_2 consideramos un
Hamiltoniano que tiene en cuenta el efecto del campo cristalino sobre los términos de interacción
hiperfinos. Los términos del Hamiltoniano Hiperfino, para un ion de momento electrónico S y
momento nuclear I en una red cristalina, son obtenidos explicitamente en base a consideraciones
sobre sus propiedades de transformación ante operaciones de simetría de las coordenadas
espacio-temporales. El Hamiltoniano, así obtenido, permite explicar el espectro ENDOR de
155^Gd^3+ : ThO_2, y la variación (angular) del mismo para distintas orientaciones del campo
magnético exterior respecto del sistema de coordenadas cristalino.
La estimación de los parámetros hiperfinos es realizada por un método basado en la
teoría de cuadrados mínimos, y donde es definido un parámetro que indica la influencia de cada
término de interacción del Hamiltoniano propuesto en reproducir los valores medidos para las
transiciones RMN. Es posible de este modo, obtener el valor y signo de cada parámetro en la
mejor estimación, y donde los valores mencionados como ”errores” indican el intervalo en el
cual se halla el valor estimado del parámetro con cierta probabilidad. El valor del intervalo para
probabilidad de 70% corresponde al concepto corriente de error. Los valores así obtenidos
permiten sacar conclusiones sobre propiedades del nucleo y de la estructura electrónica, tales
como campo hiperfino, densidad electrónica sobre el núcleo, y anomalía hiperfina. Hemos
determinado además, las contribuciones isotrópica y anisotrópica de la interacción cuadrupolar
eléctrica.
Otro problema que hemos considerado es la influencia de la variación del campo
cristalino sobre la estructura hiperfina. Hemos observado que la aplicación de las presiones
axiales sobre la muestra dan origen a cambios en algunas de las transiciones RMN medidas. El
análisis del efecto de las presiones axiales sobre el espectro ENDOR es interpretado como una
contribución cuadrupolar eléctrica originada por la variación del gradiente de campo eléctrico
inducido por la deformación, suponiendo la red cristalina como una distribución de cargas
puntuales teniendo en cuenta los desplazamientos de las posiciones de equilibrio causados por la
deformación inducida por la presión axial. Los resultados obtenidos indican que este modelo
permite estimar el orden de magnitud y el signo del gradiente de campo eléctrico inducido.
ENDOR Spectra of 155^Gd^3+ : ThO_2.
Angular variation and effect of Crystal Lattice deformation. |
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