Присвячується 50-річчю відкриття ефекту Мьосбауера

Передмова

Явище ядерного гамма-резонансу (ЯГР), відкрите у 1958 році німецьким фізиком Рудольфом Мьосбауером, невдовзі стало потужним знаряддям досліджень у фізиці, хімії, біології, геології, а також під час вирішення різноманітних технічних проблем. За відкриття нового фізичного явища, відомого тепер як “ефект Мьосбауера”, його автор був удостоєний Нобелівської премії за 1961 р.
Р. Мьосбауер народився 31 січня 1929 р. в Мюнхені. Закінчив фізичне відділення Мюнхенського технічного університету у 1955 р. Після закінчення університету здійснював наукові дослідження резонансного поглинання гамма-квантів, що випромінювались ядрами ізотопу Ir191. Саме на цьому ізотопі і зробив Р. Мьосбауер своє відкриття.
Найбільшого поширення ядерний гамма-резонанс набув як метод досліджень у фізиці твердого тіла, особливо для вивчення поглинання резонансних гамма-квантів речовиною – напрям традиційної абсорбційної мьосбауерівської спектроскопії. В 1961 р. виникло нове відгалуження ЯГР-спектроскопії, яке ґрунтується на реєстрації електронів внутрішньої конверсії, що виникають в поглиначі при переході ядер зі збудженого стану в основний в результаті резонансного поглинання гамма-квантів. Оскільки це електронне випромінювання найефективніше виходить з приповерхневого шару поглинача товщиною близько 100 нм, то методом електронної мьосбауерівської спектроскопії можна досліджувати порівняно тонкі приповерхневі шари або тонкі плівки твердого тіла. Це дає змогу вивчати процеси окиснення і корозії, обробки поверхні матеріалів лазерним випромінюванням, іонної імплантації тощо. Ще один метод досліджень – мьосбауерівська спектроскопія з реєстрацією характеристичного рентгенівського випромінювання уможливлює пошаровий аналіз приповерхневих ділянок твердого тіла.
Унікальні можливості ЯГР-спектроскопії зумовлені високою точністю налаштування в резонанс, значно більшою, ніж у випадку будь-яких інших резонансних явищ. Високе енергетичне розрізнення, притаманне гамма-резонансу, дає змогу отримувати інформацію про ефективні магнітні поля (Неф) і градієнти електричних полів, що діють на ядра, про електронну густину в області ядер. Особливо перспективними є дослідження внутрішніх магнітних полів у магнітовпорядкованих системах, які поглиблюють наші знання і розуміння природи магнітних взаємодій.
У монографії “Магнітні поля на ядрах атомів у феритах” проаналізовано обмінні взаємодії у феримагнетиках з різними кристалічними структурами та їхній вплив на виникнення ефективних магнітних полів на ядрах магнітних (Fe57) і немагнітних (Sn119) атомів. Значна увага приділяється діамагнітним заміщенням, які призводять до виникнення нееквівалентних положень магнітних іонів заліза і впливають на значення ефективного магнітного поля на їхніх ядрах. Розглянуто різні механізми перенесення спінової густини в електронні оболонки атома та їхні внески у величину і знак Неф. Окремо розглянуто вплив структурних параметрів і ковалентності хімічних зв’язків на ефективні магнітні поля на ядрах атомів у феритах. Експериментальні дані, отримані під час ЯГР-досліджень, порівнювалися з результатами розрахунків, виконаних у межах теорії молекулярного поля. Наводяться вперше одержані авторами значення обмінних інтегралів для нееквівалентних положень у феритах – гранатах і для різних іонних пар в ортохромітах зі структурою перовскіту.
Монографія складається з чотирьох розділів. У першому розділі описано явище ЯГР й експериментальні методики його дослідження. У другому, оглядовому розділі проаналізовано запозичені з літературних джерел результати досліджень ефективних магнітних полів на ядрах магнітних і діамагнітних атомів у різних магнітовпорядкованих матрицях. У третьому і четвертому розділах наведено результати, отримані авторами цієї монографії.
Третій розділ стосується вивчення впливу діамагнітних заміщень і домішкових атомів на Неф на ядрах Fe57 у ферогранатах, ферошпінелях, ортоферитах і ортохромітах. У четвертому розділі досліджуються магнітні електронно-ядерні взаємодії немагнітної домішки Sn119 у феритах.
Монографія розрахована на студентів старших курсів і аспірантів фізико-технічних, інженерно-фізичних і фізичних спеціальностей університетів, а також може бути корисною для викладачів і наукових співробітників (фізиків, хіміків, маталофізиків і технологів).

Про авторів

ЮЩУК Степан Іванович
Доктор технічних наук, професор. Автор 180 наукових публікацій, зокрема 8 патентів на винаходи.
Працює на посаді професора кафедри фізики Національного університету "Львівська політехніка".

ЮР'ЄВ Сергій Олексійович
Кандидат фізико-математичних наук. Автор понад 115 наукових праць. Доцент кафедри фізики Національного університету "Львівська політехніка".

ТРУХТАНОВ Веніамін Александрович
Доктор фізико-математичних наук. Працював в Інституті хімічної фізики РАН (м. Москва).