Основные направления

Мессбауэровская спектроскопия

 

 

 

 

 

 

кликните чтобы перейти к странице с плакатами 540х814

Мессбауэровская спектроскопия является уникальным методом исследования фазового состояния, магнитных и электрических сверхтонких взаимодействий и динамики процессов, происходящих в конденсированных средах. Физической основой метода служит явление излучения, поглощения и рассеяния гамма-квантов без потери энергии на отдачу ядру, открытое Рудольфом Мессбауэром в 1956 году.

Широкое применение мессбауэровской спектроскопии обусловлено следующими факторами:

  • метод обладает рекордной точностью определения величины энергии гамма-излучения, например, для изотопа железа эта точность составляет 10-8.
  • отношения энергий магнитных (Hэфф), электронных и электрических взаимодействий в конденсированных средах к ширине спектральной линии (Г) составляют 110, 13 и 35, соответственно, поэтому, согласно критерию Рэлея, мы имеем хорошо разрешенные спектры.

Благодаря своим ядерным характеристикам, одним из наиболее популярных в мессбауэровской спектроскопии изотопов является изотоп 57Fe, который присутствует практически в любом интересующем специалистов объекте.

Метод мессбауэровской спектроскопии начал развиваться в лаборатории мессбауэровской спектроскопии ИАнП РАН с 1981 года.

Сотрудниками лаборатории предложен новый способ ядерного  гамма-резонанса – многомерная  параметрическая мессбауэровская спектроскопия и разработана его методология. Разработан комплекс приборов многомерной  параметрической мессбауэровской спектроскопии, состоящий из универсальных (СМ2201 и СМ3201), проблемно-ориентированных (СМ2201DR) и технологических (СМ2101Turbo и СМ1101) спектрометров.

Для исследования фазового состояния объекта (природа химической связи, валентность, электронная плотность, неоднородность электрического поля, сверхтонкие магнитные поля) в Институте разработан спектрометр СМ2201. Для исследования динамических процессов в конденсированных средах эффективно используется проблемно-ориентированный мессбауэровский спектрометр СМ2201DR, который реализует возможности селективно-индуцированного двойного эффекта Мессбауэра.

Для комплексного исследования элементного и фазового состояния, а также кристаллической, электрической и магнитной структуры вещества разработан приборный комплекс СМ4201TER. Комплекс объединяет возможности двух физических явлений – эффекта Мессбауэра и эффекта полного внешнего отражения резонансного излучения. Приборный комплекс СМ4201TER позволяет определять шероховатость, толщину и плотность тонких пленок и многослойных синтетических структур, а также параметры электронной и ядерной восприимчивости исследуемых объектов.

Метод мессбауэровской спектроскопии является одним из немногочисленных физических методов, позволяющих проводить неразрушающую диагностику свойств поверхности. Для этой цели используется, в основном, геометрия рассеяния. Разрешение по глубине может быть получено регистрацией различных типов вторичных излучений, возникающих в процессе разрядки возбужденного уровня ядра после резонансного поглощения гамма-кванта.

Для исследования ультратонких слоев поверхности используется метод скользящей мессбауэровской спектроскопии, разработанный сотрудниками лаборатории мессбауэровской спектроскопии. Метод объединяет возможности двух явлений – эффекта Мессбауэра и эффекта полного внешнего отражения резонансного излучения. Изменение угла падения первичного излучения на исследуемую поверхность в области углов полного внешнего отражения позволяет определять профиль распределения по глубине физических и химических свойств поверхности.

Исследования медицинских объектов из-за небольшого содержания резонансных ядер и малой величины резонансного фактора требуют применения спектрометров, обладающих высоким разрешением и чувствительностью, а также высокой стабильностью во времени.

В Институте разработан недорогой и компактный прибор для проведения работ в области биомедицины - спектрометр Мессбауэра СМ2101Turbo, функциональная схема которого учитывает особенности и требования, предъявляемые к таким исследованиям.

Для решения задач экологии (контроль загрязнения окружающей среды), криминалистики (определение места происхождения объекта, подлинность произведений искусства и ценных бумаг) и фармакологии (контроль качества лекарственных препаратов) предназначен приборный комплекс СМ4201TERLAB.

ИАП РАН, Рижский пр., 26., Санкт-Петербург, 190103
тел.: (812) 3630719, факс: (812) 3630720, mail: iap@ianin.spb.su