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Untersuchung kritischer Phänomene
mit Hilfe der tex2html_wrap_inline5291SR-Meßmethode

Makroskopische Methoden messen thermodynamische Eigenschaften, wie spezifische Wärme, Magnetisierung oder Suszeptibilität und sind infolgedessen auf die Bestimmung der statischen, kritischen Exponenten tex2html_wrap_inline7917 beschränkt.
Methoden der nuklearen Festkörperphysik, wie z.B. Mößbauer-Effekt, PAC, und tex2html_wrap_inline5291SR liefern über die Messung des zeitgemittelten, lokalen Hyperfeinfeldes tex2html_wrap_inline7921 bzw. der Spinrelaxation durch zeitabhängige Felder tex2html_wrap_inline7923 Aussagen sowohl über das statische als auch dynamische, kritische Verhalten.

Im Gegensatz zu Methoden mit Kernsonden an substitutionellen Gitterplätzen und Wechselwirkung über Hyperfeinfeldkopplung besitzt die tex2html_wrap_inline5291SR mit dem tex2html_wrap_inline5349 als magnetischer Sonde an Zwischengitterplätzen und Wechselwirkung über Kontakt- und Dipolfeld einige entscheidende Vorteile, insbesondere bei Untersuchung kritischer Phänomene in Seltenen-Erd-Systemen mit großen, lokalisierten, magnetischen Momenten:

Zur Untersuchung der charakteristischen Größen Ausdehnung, Lebensdauer und Anisotropie magnetischer Spincluster bietet die tex2html_wrap_inline5291SR im wesentlichen zwei Observablen:

  1. Die Knight-Shift oder paramagnetische Frequenzverschiebung in einem äußeren Magnetfeld tex2html_wrap_inline5723, welche proportional zur lokalen, magnetischen Suszeptibilität tex2html_wrap_inline7619 ist:


    displaymath3451

    Für die Annahme eines zeitgemittelten, lokalen Magnetfeldes tex2html_wrap_inline6795 müssen dabei Diffusionsrate tex2html_wrap_inline7951 und Larmorfrequenz tex2html_wrap_inline7953 wesentlich kleiner sein als die Frequenz tex2html_wrap_inline7955 der Spinfluktuationen (Motional Narrowing Limit ): tex2html_wrap_inline7957.

  2. Die Relaxationsrate tex2html_wrap_inline7959 des Myonenspins, welche proportional zur Korrelationszeit tex2html_wrap_inline5765 der umgebenden, lokalisierten Momente ist:


    displaymath3471

    Bei alleiniger Interpretation der Relaxationsrate tex2html_wrap_inline7959 durch die Korrelationszeit tex2html_wrap_inline5765 ist jedoch Vorsicht geboten [Her 86]:
    Temperatur-, Feld- oder Probeninhomogenitäten verursachen in einem äußeren Magnetfeld tex2html_wrap_inline5723 eine räumliche Verteilung der Magnetisierung tex2html_wrap_inline7969 und haben infolgedessen entscheidenden Einfluß auf die transversale Relaxationsrate (Inhomogenous Line Broadening) gif.

So kann, über die Messung der relativen Knight Shift tex2html_wrap_inline7971 bzw. der Relaxationsrate tex2html_wrap_inline7959 und deren Auftragung in doppelt-logarithmischem Maßstab, der statische Exponent tex2html_wrap_inline5297 bzw. der dynamische Exponent tex2html_wrap_inline7977 als Steigung der zu erwartenden Geraden bestimmt werden (siehe Gleichung gif). gif


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ernst schreier
Fri Mar 14 11:46:58 MET 1997