Reduction of the Spin–Phonon Coupling of Quadrupole Nuclei in NaF Crystals under Magnetic Saturation

Standard

Reduction of the Spin–Phonon Coupling of Quadrupole Nuclei in NaF Crystals under Magnetic Saturation. / Микушев, Владимир Михайлович ; Рочев, Андрей Михайлович ; Чарная, Елена Владимировна.

в: Acoustical Physics, Том 69, № 6, 31.12.2023, стр. 782-787.

Результаты исследований: Научные публикации в периодических изданиях › статья › Рецензирование

BibTeX

@article{49507790bfc2493192de8c607eadc838,

title = "Reduction of the Spin–Phonon Coupling of Quadrupole Nuclei in NaF Crystals under Magnetic Saturation",

abstract = "The rate of nuclear spin-lattice relaxation is determined by the efficiency of interaction between thermal phonons and nuclear spins. The results on reducing the efficiency of spin–phonon coupling by suppressing the contribution from paramagnetic centers to quadrupole nucleus relaxation are presented. The suppression has been performed by continuous magnetic action at the Larmor frequency. It is shown that, as in the presence of an acoustic field, the rate of spin-lattice relaxation of 23Na nuclei in a sodium fluoride crystal at magnetic saturation of the NMR signal does not change in the region of a negative average spin temperature. In the region of positive spin temperature, the rate of relaxation of 23Na spins significantly decreases and nuclear magnetization recovery with time is described by the sum of two exponentials. The contribution from nuclear spins with a lower efficiency of spin–phonon coupling, corresponding to the exponential with a long relaxation time, increases with increasing saturating field intensity. It is demonstrated that the efficiency of spin–phonon coupling for 19F nuclei, which do not have the quadrupole moment, does not change under the saturation conditions. The results obtained can be used for analyzing the structure of real crystals",

keywords = "МАГНИТНАЯ КВАНТОВАЯ АКУСТИКА, ЯДЕРНОЕ СПИН-ФОНОННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ, АКУСТИЧЕСКОЕ И МАГНИТНОЕ НАСЫЩЕНИЕ ЛИНИИ ЯМР, СПИН-РЕШЕТОЧНАЯ РЕЛАКСАЦИЯ, ПАРАМАГНИТНЫЕ ЦЕНТРЫ",

author = "Микушев, {Владимир Михайлович} and Рочев, {Андрей Михайлович} and Чарная, {Елена Владимировна}",

note = "1. Абрагам А., Гольдман М. Ядерный магнетизм: порядок и беспорядок: в 2-х томах. М.: Мир, 1984. 660 с. 2. Микушев В.М., Чарная Е.В. Ядерный магнитный резонанс в твердом теле. СПб: Издательство Санкт-Петербургского университета, 1995. 204 с. 3. Хуцишвили Г.Р. Спиновая диффузия // Успехи физ. наук. 1965. Т. 87. № 2. С. 211–250. 4. Бахрамов А., Столыпко А.Л., Чарная Е.В., Шутилов В.А. Спин-фононное взаимодействие в кристаллах NaCl и NaF, легированных медью // ФТТ. 1986. Т. 28. № 3. С. 844–849. EDN: YYPGNN 5. Кессель А.Р. Ядерный акустический резонанс. M.: Наука, 1969. 215 с. 6. Голенищев-Кутузов В.А., Самарцев В.В., Соловаров Н.К., Хабибулин Б.М. Магнитная квантовая акустика. М.: Наука, 1977. 200 с. ▼ Контекст 7. Гольдман М. Спиновая температура и ЯМР в твердых телах. М.: Мир, 1972. 342 с. 8. Кулешов А.А., Микушев В.М., Столыпко А.Л., Чарная Е.В., Шутилов В.А. Роль дефектов и спиновой диффузии в электрическом насыщении линии ЯМР в кристаллах GaAs // ФТТ. 1986. Т. 28. № 11. С. 3262–3266. 9. Кулешов А.А., Микушев В.М., Столыпко А.Л., Чарная Е.В., Шутилов В.А. Роль точечных дефектов в ядерном квадрупольном спин-фононном взаимодействии в диэлектрических кристаллах // Акуст. журн. 1986. Т. 32. № 6. С. 836–838. 10. Кулешов А.А., Микушев В.М., Столыпко А.Л., Чарная Е.В. Акустический ядерный резонанс в условиях бегущей ультразвуковой волны // Акуст. журн. 1989. Т. 35. № 3. С. 473–476. EDN: ZUNGWO 11. Ефиценко П.Ю., Микушев В.М., Чарная Е.В. Прямое измерение решеточного и примесного вкладов в спин-решеточную релаксацию квадрупольных ядер // Письма в ЖЭТФ. 1991. Т. 54. № 10. С. 583–585. EDN: WEXTXN 12. Ефиценко П.Ю., Мавлоназаров И.О., Микушев В.М., Чарная Е.В. Прямое измерение решеточного и дефектного вкладов в спин-решеточную релаксацию квадрупольных ядер в кристаллах GaAs и NaI // ФТТ. 1992. Т. 34. № 6. С. 1753–1758. EDN: WEXTGF 13. Мавлоназаров И.О., Микушев В.М. Измерение времени ядерной спин-решеточной релаксации в монокристаллах хлористого натрия в присутствии ультразвука // ФТТ. 1992. Т. 34. № 7. С. 2257–2260. EDN: WEXTIX 14. Власов В.С., Голов А.В., Котов Л.Н., Щеглов В.И., Ломоносов А.М., Темнов В.В. Современные проблемы сверхбыстрой магнитоакустики // Акуст. журн. 2022. Т. 68. № 1. С. 22–56. EDN: LVHIUP 15. Мавлоназаров И.О., Микушев В.М., Чарная Е.В. Прямое измерение решеточного и примесного вкладов в ядерную спин-решеточную релаксацию в условии магнитного насыщения // Письма в ЖЭТФ. 1992. Т. 56. № 1. С. 15–17. EDN: WEXUHX 16. Микушев В.М., Чарная Е.В. Ядерная спин-решеточная релаксация в условиях акустического, электрического и магнитного насыщения // Акуст. журн. 1994. Т. 40. № 1. С. 171–173. 17. Chandul A., Charnaya E.V., Kuleshov A.A., Mikushev V.M., Ulyashev A.M. Impurity Nuclear Spin-Lattice Relaxation Suppression and Charge Exchange of Chromium Ions in a γ–Irradiated Ruby Crystal // J. Magn. Reson. 1998. V. 135. № 1. P. 113–117. EDN: LEQWJH 18. Mikushev V.M., Charnaya E.V., Lee M.K., Chang L.-J. Suppression of the defect contribution to nuclear spin-lattice relaxation by long rf magnetic pulses for the particular case of 23NaCl // Results Phys. 2019. V. 12. C. 1202-1203. DOI: 10.1016/j.rinp.2019.01.008 EDN: WTYJEY 19. Charnaya E.V., Mikushev V.M., Shabanova E.S. Direct measurements of impurity and lattice components of the nuclear spin-lattice relaxation in Al2O3 crystals // J. Phys.: Condens. Matter. 1994. V. 6. № 37. P. 7581–7588. DOI: 10.1088/0953-8984/6/37/012 EDN: XPPVUD 20. Микушев В.М., Уляшев А.А., Чарная Е.В., Chandoul А. Температурная зависимость времени спин-решеточной релаксации квадрупольных ядер в условиях насыщения линии ЯМР // ФТТ. 2002. Т. 44. № 6. С. 1001–2260. 21. Persyn G.A., Nolle A.W. Low- and High-Temperature Magnetic Resonance and Relaxation of NaF: Mn2+ // Phys. Rev. 1965. V. 140. № 5A. A1610–A1619. DOI: 10.1103/PhysRev.140.A1610",

year = "2023",

month = dec,

day = "31",

doi = "10.1134/s1063771023601103",

language = "Английский",

volume = "69",

pages = "782--787",

journal = "Acoustical Physics",

issn = "1063-7710",

publisher = "МАИК {"}Наука/Интерпериодика{"}",

number = "6",

}

RIS

TY - JOUR

T1 - Reduction of the Spin–Phonon Coupling of Quadrupole Nuclei in NaF Crystals under Magnetic Saturation

AU - Микушев, Владимир Михайлович

AU - Рочев, Андрей Михайлович

AU - Чарная, Елена Владимировна

N1 - 1. Абрагам А., Гольдман М. Ядерный магнетизм: порядок и беспорядок: в 2-х томах. М.: Мир, 1984. 660 с. 2. Микушев В.М., Чарная Е.В. Ядерный магнитный резонанс в твердом теле. СПб: Издательство Санкт-Петербургского университета, 1995. 204 с. 3. Хуцишвили Г.Р. Спиновая диффузия // Успехи физ. наук. 1965. Т. 87. № 2. С. 211–250. 4. Бахрамов А., Столыпко А.Л., Чарная Е.В., Шутилов В.А. Спин-фононное взаимодействие в кристаллах NaCl и NaF, легированных медью // ФТТ. 1986. Т. 28. № 3. С. 844–849. EDN: YYPGNN 5. Кессель А.Р. Ядерный акустический резонанс. M.: Наука, 1969. 215 с. 6. Голенищев-Кутузов В.А., Самарцев В.В., Соловаров Н.К., Хабибулин Б.М. Магнитная квантовая акустика. М.: Наука, 1977. 200 с. ▼ Контекст 7. Гольдман М. Спиновая температура и ЯМР в твердых телах. М.: Мир, 1972. 342 с. 8. Кулешов А.А., Микушев В.М., Столыпко А.Л., Чарная Е.В., Шутилов В.А. Роль дефектов и спиновой диффузии в электрическом насыщении линии ЯМР в кристаллах GaAs // ФТТ. 1986. Т. 28. № 11. С. 3262–3266. 9. Кулешов А.А., Микушев В.М., Столыпко А.Л., Чарная Е.В., Шутилов В.А. Роль точечных дефектов в ядерном квадрупольном спин-фононном взаимодействии в диэлектрических кристаллах // Акуст. журн. 1986. Т. 32. № 6. С. 836–838. 10. Кулешов А.А., Микушев В.М., Столыпко А.Л., Чарная Е.В. Акустический ядерный резонанс в условиях бегущей ультразвуковой волны // Акуст. журн. 1989. Т. 35. № 3. С. 473–476. EDN: ZUNGWO 11. Ефиценко П.Ю., Микушев В.М., Чарная Е.В. Прямое измерение решеточного и примесного вкладов в спин-решеточную релаксацию квадрупольных ядер // Письма в ЖЭТФ. 1991. Т. 54. № 10. С. 583–585. EDN: WEXTXN 12. Ефиценко П.Ю., Мавлоназаров И.О., Микушев В.М., Чарная Е.В. Прямое измерение решеточного и дефектного вкладов в спин-решеточную релаксацию квадрупольных ядер в кристаллах GaAs и NaI // ФТТ. 1992. Т. 34. № 6. С. 1753–1758. EDN: WEXTGF 13. Мавлоназаров И.О., Микушев В.М. Измерение времени ядерной спин-решеточной релаксации в монокристаллах хлористого натрия в присутствии ультразвука // ФТТ. 1992. Т. 34. № 7. С. 2257–2260. EDN: WEXTIX 14. Власов В.С., Голов А.В., Котов Л.Н., Щеглов В.И., Ломоносов А.М., Темнов В.В. Современные проблемы сверхбыстрой магнитоакустики // Акуст. журн. 2022. Т. 68. № 1. С. 22–56. EDN: LVHIUP 15. Мавлоназаров И.О., Микушев В.М., Чарная Е.В. Прямое измерение решеточного и примесного вкладов в ядерную спин-решеточную релаксацию в условии магнитного насыщения // Письма в ЖЭТФ. 1992. Т. 56. № 1. С. 15–17. EDN: WEXUHX 16. Микушев В.М., Чарная Е.В. Ядерная спин-решеточная релаксация в условиях акустического, электрического и магнитного насыщения // Акуст. журн. 1994. Т. 40. № 1. С. 171–173. 17. Chandul A., Charnaya E.V., Kuleshov A.A., Mikushev V.M., Ulyashev A.M. Impurity Nuclear Spin-Lattice Relaxation Suppression and Charge Exchange of Chromium Ions in a γ–Irradiated Ruby Crystal // J. Magn. Reson. 1998. V. 135. № 1. P. 113–117. EDN: LEQWJH 18. Mikushev V.M., Charnaya E.V., Lee M.K., Chang L.-J. Suppression of the defect contribution to nuclear spin-lattice relaxation by long rf magnetic pulses for the particular case of 23NaCl // Results Phys. 2019. V. 12. C. 1202-1203. DOI: 10.1016/j.rinp.2019.01.008 EDN: WTYJEY 19. Charnaya E.V., Mikushev V.M., Shabanova E.S. Direct measurements of impurity and lattice components of the nuclear spin-lattice relaxation in Al2O3 crystals // J. Phys.: Condens. Matter. 1994. V. 6. № 37. P. 7581–7588. DOI: 10.1088/0953-8984/6/37/012 EDN: XPPVUD 20. Микушев В.М., Уляшев А.А., Чарная Е.В., Chandoul А. Температурная зависимость времени спин-решеточной релаксации квадрупольных ядер в условиях насыщения линии ЯМР // ФТТ. 2002. Т. 44. № 6. С. 1001–2260. 21. Persyn G.A., Nolle A.W. Low- and High-Temperature Magnetic Resonance and Relaxation of NaF: Mn2+ // Phys. Rev. 1965. V. 140. № 5A. A1610–A1619. DOI: 10.1103/PhysRev.140.A1610

PY - 2023/12/31

Y1 - 2023/12/31

N2 - The rate of nuclear spin-lattice relaxation is determined by the efficiency of interaction between thermal phonons and nuclear spins. The results on reducing the efficiency of spin–phonon coupling by suppressing the contribution from paramagnetic centers to quadrupole nucleus relaxation are presented. The suppression has been performed by continuous magnetic action at the Larmor frequency. It is shown that, as in the presence of an acoustic field, the rate of spin-lattice relaxation of 23Na nuclei in a sodium fluoride crystal at magnetic saturation of the NMR signal does not change in the region of a negative average spin temperature. In the region of positive spin temperature, the rate of relaxation of 23Na spins significantly decreases and nuclear magnetization recovery with time is described by the sum of two exponentials. The contribution from nuclear spins with a lower efficiency of spin–phonon coupling, corresponding to the exponential with a long relaxation time, increases with increasing saturating field intensity. It is demonstrated that the efficiency of spin–phonon coupling for 19F nuclei, which do not have the quadrupole moment, does not change under the saturation conditions. The results obtained can be used for analyzing the structure of real crystals

AB - The rate of nuclear spin-lattice relaxation is determined by the efficiency of interaction between thermal phonons and nuclear spins. The results on reducing the efficiency of spin–phonon coupling by suppressing the contribution from paramagnetic centers to quadrupole nucleus relaxation are presented. The suppression has been performed by continuous magnetic action at the Larmor frequency. It is shown that, as in the presence of an acoustic field, the rate of spin-lattice relaxation of 23Na nuclei in a sodium fluoride crystal at magnetic saturation of the NMR signal does not change in the region of a negative average spin temperature. In the region of positive spin temperature, the rate of relaxation of 23Na spins significantly decreases and nuclear magnetization recovery with time is described by the sum of two exponentials. The contribution from nuclear spins with a lower efficiency of spin–phonon coupling, corresponding to the exponential with a long relaxation time, increases with increasing saturating field intensity. It is demonstrated that the efficiency of spin–phonon coupling for 19F nuclei, which do not have the quadrupole moment, does not change under the saturation conditions. The results obtained can be used for analyzing the structure of real crystals

KW - МАГНИТНАЯ КВАНТОВАЯ АКУСТИКА

KW - ЯДЕРНОЕ СПИН-ФОНОННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ

KW - АКУСТИЧЕСКОЕ И МАГНИТНОЕ НАСЫЩЕНИЕ ЛИНИИ ЯМР

KW - СПИН-РЕШЕТОЧНАЯ РЕЛАКСАЦИЯ

KW - ПАРАМАГНИТНЫЕ ЦЕНТРЫ

U2 - 10.1134/s1063771023601103

DO - 10.1134/s1063771023601103

M3 - статья

VL - 69

SP - 782

EP - 787

JO - Acoustical Physics

JF - Acoustical Physics

SN - 1063-7710

IS - 6

ER -

ID: 121501422