Физический энциклопедический словарь - акустический ядерный магнитныйрезонанс

Природа резонансного поглощения фононов связана с передачей энергии упругой волны системе яд. спинов вследствие модуляции акустич. колебаниями разл. внутр. вз-ствий (см. Спин-фононное взаимодействие). Акустические колебания с частотой v, распространяясь в в-ве, могут вызвать квант. переход ядра между магн. подуровнями, характеризуемыми разными направлениями спина, если энергия фонона равна разности между уровнями энергий. Переход с нижнего уровня ξ1 на верхний ξ2 сопровождается поглощением фонона,

Уровни энергии для ядра со спином I=³/2 в постоянном магн. поле. Стрелками изображены возможные переходы для АЯМР с m=±1 и с m=±2.

а переход с верхнего уровня на нижний — его излучением. Поскольку при термодинамич. равновесии число ядер N2 на уровне с энергией ξ2 меньше, чем число спинов N1 на уровне ξ1 при акустич. колебаниях число актов поглощения превышает число актов излучения, и в результате происходит резонансное поглощение фононов — АЯМР и наблюдается резонансная линия с характерной для неё шириной и формой. При АЯМР разрешены переходы с магнитными квантовыми числами m= ±1, ±2 (рис.), в то время как в обычном ЯМР разрешены переходы только с m=±1.

Экспериментально АЯМР наблюдается, как и акустический парамагнитный резонанс, в виде добавочного поглощения УЗ (метод прямого акустич. резонанса) или регистрацией насыщения линий ЯМР (метод акустич. насыщения ЯМР).

Применение АЯМР позволяет расширить возможности ЯМР и получить дополнит. информацию о структуре тв. тел. АЯМР широко используется при исследованиях металлов и низкоомных ПП (напр., InSb), когда применение методов ЯМР затруднительно вследствие скин-эффекта, не позволяющего эл.-магн. полю проникнуть внутрь образца. АЯМР — метод исследования яд. спин-фононного вз-ствия; он позволяет изучать при комнатных температурах однофононные процессы, к-рые в ЯМР проявляются только при очень низких темп-рах, получать информацию о дислокациях и др. дефектах кристалла, о величине и природе внутренних магн. полей, а также о процессах тепловой релаксации в магн. материалах, в частности о роли вз-ствия фононов со спиновыми волнами (см. Магнитоупругие волны). АЯМР можно использовать для регистрации нелинейных фонон-фононных вз-ствий в тв. телах (см. Нелинейное взаимодействие акустических волн).

• Кессель А. Р., Ядерный акустический резонанс, М.,1969; Физическая акустика, под ред. У. Мэзона, пер. с англ., т. 4, ч. А, М., 1969, гл. 3; Магнитная квантовая акустика, М., 1977.

В. Г. Бадалян.