Соросовский образовательный журнал, 1998, №8, 82-87 стр.
МЁССБАУЭРОВСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ
В. Ф. МАСТЕРОВ
ИЗОМЕРНЫЙ СДВИГ
Если излучатель и поглотитель содержат одни и те же изотопы, но их электронные структуры различны, например, разное число внешних (валентных) электронов, или различны типы химической связи в веществах излучателя и поглотителя, то энергии переходов для ядра источника гамма-квантов и ядра-поглотителя оказываются также различными. Это обусловлено тем, что энергии основного и возбужденного состояний атомного ядра кроме всего прочего определяются и электронно-ядерным (сверхтонким) взаимодействием. В результате любая перестройка внешней оболочки мёссбауэровского атома приводит к изменению энергии испускаемых (поглощаемых) гамма-квантов. Наличие разности в энергии перехода для излучателя и поглотителя приводит к тому, что при неподвижном излучателе не наблюдается резонансного поглощения гамма-квантов в поглотителе. Для того чтобы зарегистрировать мёссбауэровский спектр в этом случае, необходимо изменить энергию гамма-квантов, испускаемых излучателем, что достигается движением излучателя со скоростью ±V, то есть использованием эффекта Доплера, о чем говорилось выше.
На рис. 4 представлен в качестве примера мёссбауэровский спектр изотопа олова 119Sn для излучателя Ca119mSnO3 и поглотителя 119SnTe. В излучателе олово находится в зарядовом состоянии Sn4+, а в поглотителе — Sn2+. В результате центр линии мёссбауэровского спектра поглотителя сдвинут относительно исходного перехода на V — 3,55 мм/с. Этот сдвиг и называется изомерным сдвигом мёссбауэровского спектра. Таким образом, мы приходим к выводу, что по величине изомерного сдвига при известном зарядовом состоянии мёссбауэровских атомов в излучателе можно определить зарядовое состояние аналогичных атомов в поглотителе.
Рис. 4. Мёссбауэровский спектр (а) и схема ядерных переходов (б) в случае, когда ионы одного элемента находятся в разных зарядовых состояниях (иллюстрация изомерного сдвига). Излучатель Ca119mSnO3, поглотитель 119SnTeРис. 4. Мёссбауэровский спектр (а) и схема ядерных переходов (б) в случае, когда ионы одного элемента находятся в разных зарядовых состояниях (иллюстрация изомерного сдвига). Излучатель Ca119mSnO3, поглотитель 119SnTe
Данная публикация подготовлена по материалам статьи - Мастеров В. Ф. Мёссбауэровская спектроскопия // Соросовский образовательный журнал, 1998, №8, 82-87 стр.