MAPON-Untersuchungen am System ⁸²Br<u>Fe</u>

Abstract

Mit Hilfe der Tieftemperaturkernorientierung LTNO (<b>L</b>ow <b>T</b>emperature <b>N</b>uclear <b>O</b>rientation) haben frühere Messungen der Hyperfeinwechselwirkung im System ⁸²Br<u>Fe</u> (hergestellt durch Ionenimplantation von Br in Fe) gezeigt, dass die NMR/ON-Resonanzspektren (<b>N</b>uclear <b>M</b>agnetic <b>R</b>esonance on <b>O</b>riented <b>N</b>uclei) für warm (Raumtemperatur) und kalt ( <i>T</i> < 0,2 K) implantierte Proben drastische Unterschiede aufweisen.<br /> Im Rahmen dieser Arbeit wurde dieses System ⁸²Br<u>Fe</u> mit der neuen LTNO-Messtechnik MAPON (<b>M</b>odulated <b>A</b>diabatic <b>P</b>assage of <b>O</b>riented <b>N</b>uclei) untersucht und die Frage, inwieweit elektrische Quadrupolwechselwirkung für die Unterschiede der Resonanzkurven bei warm und kalt implantierten Proben verantwortlich ist, zumindest teilweise geklärt. Dazu wurden an der Kernorientierungsanlage FOLBIS Br-Ionen in Fe-Einkristalle implantiert und die Hyperfeinwechselwirkung jeweils mit einer der drei prinzipiellen Kristallrichtungen [100], [110] und [111] im kubisch-raumzentrierten α-Fe als Quantisierungsachse untersucht. Die ermittelten Verteilungen des elektrischen Feldgradienten, der, wie diese Arbeit zeigt, hauptsächlich auf Gitterdefekte und nicht auf einen nicht komplett unterdrückten Bahndrehimpuls der 3p-Elektronen des Br-Atoms oder Effekte durch Magnetostriktion zurückzuführen ist, erklären einige der NMR/ON-Resonanzbreiten. Dies zeigt eine im Rahmen dieser Arbeit durchgeführte Computersimulation der NMR/ON-Resonanzspektren, der die Ergebnisse der MAPON-Messungen zu Grunde gelegt wurden.<br /> Neben den MAPON- und AFP-Messungen (<b>A</b>diabatic <b>F</b>ast <b>P</b>assage) wurde mit Hilfe der statischen Kernorientierung NO (<b>N</b>uclear <b>O</b>rientation) und der Methode NMR/ON die in [1] gemessene Abhängigkeit der NMR/ON-Linien und der relativen Stärke der Linienkomponenten der Anteile mit verschiedener NO-Wechselwirkung von der Implantationsdosis für warm und kalt implantierte Proben um eine Größenordnung zu niedrigeren Dosen hin erweitert.<br /> Zum ersten mal wurden Relaxationsdaten von Br in Fe in Abhängigkeit des äußeren Magnetfeldes gemessen. Diese zeigen, ähnlich dem Verlauf der Relaxationsdaten von ¹³¹I<u>Fe</u> [2], bei niedrigen äußeren Magnetfeldern eine "maximum-ähnliche" Struktur.<br /> Zusätzlich zu den ⁸²Br<u>Fe</u>-Experimenten wurde die Hyperfeinwechselwirkung auch im "reinen" System ⁵⁹Fe<u>Fe</u> untersucht. Neben NO und NMR/ON-Messungen wurden auch AFP- und MAPON-Messungen durchgeführt. Die dabei verwendete Quantisierungsachse war die [110]-Richtung einer Fe-Einkristallfolie [3]. Die so ermittelte, schmale Verteilung des elektrischen Feldgradienten von ⁵⁹Fe<u>Fe</u> kann auf einen nicht vollständig unterdrückten Bahndrehimpuls der 3d-Elektronen der Fe-Atome zurückgeführt werden.<br /><b>Literatur</b><br /> [1] <i>Untersuchung der Hyperfeinwechselwirkung von Brom in Eisen nach Implantation bei Raumtemperatur und Temperaturen unter 0,2 K</i>. Doktorarbeit, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn (1989). <br /> [2] H.D. RÜTER, W. HAAKS, E.W. DUCZYNSKI, E. GERDAU, D. VISSER AND L. NIESEN: <i>Nuclear Spin-Lattice Relaxation of</i> <i>¹³¹I</i> <i>in Fe Single Crystals</i>. Hyp. Int. <b>9</b>, 385 (1981). <br /> [3] G. SEEWALD, E. ZECH, E. HAGN AND H.-J.KÖRNER: <i>Fe foils with single-crystal-like texture for hyperfine interaction studies: Anisotropy of the hyperfine field in Fe</i>. Phys. Rev. B <b>68</b>, 014402 (2003