Ядерно-резонансная колебательная спектроскопия - Nuclear resonance vibrational spectroscopy

Ядерно-резонансная колебательная спектроскопия это синхротрон -основанная техника, которая исследует уровни колебательной энергии. Техника, которую часто называют NRVS, специфичен для образцов, содержащих ядра, отвечающие на Мессбауэровская спектроскопия, чаще всего железо. В методе используется высокое разрешение, обеспечиваемое синхротронными источниками света, что позволяет разрешить тонкую колебательную структуру, особенно те колебания, которые связаны с положением центра (ов) Fe.^[1]^[2] Метод широко применяется для решения проблем в биоинорганическая химия,^[3] материаловедение, и геофизика. Новым аспектом метода является возможность определять трехмерную траекторию атомов железа в колебательных модах, обеспечивая уникальную оценку точности DFT-предсказания.^[4] Другие названия этого метода включают ядерное неупругое рассеяние (NIS), ядерное неупругое поглощение (NIA), ядерно-резонансное неупругое рассеяние рентгеновских лучей (NRIXS) и эффект Мёссбауэра с помощью фононов.

Экспериментальная установка

Схема синхротрона, который обеспечивает падающие рентгеновские лучи для этого метода.

В экспериментальной установке рентгеновские лучи испускаются из пучка частиц с помощью ондулятора; монохроматор с высоким разрешением создает луч с небольшой дисперсией энергии (обычно 1,0 мэВ). Образец облучается фотонами, выбранными вокруг резонанса мессбауэровского изотопа, и для конкретного изотопа предоставляется дополнительная информация. Типичные параметры для экспериментального сканирования: от –20 мэВ ниже энергии резонанса без отдачи до +100 мэВ выше нее. Количество сканирований (часто записываемых по 5 секунд каждые 0,2 мэВ) зависит от количества Мёссбауэр -активные ядра в образце. Количество фотонов, поглощенных образцом на любой длине волны, измеряется путем регистрации флуоресценции, испускаемой возбужденным атомом с лавиной. фотодиодный детектор. Результирующий необработанный спектр содержит резонанс высокой интенсивности, который соответствует ядерному возбужденному состоянию исследуемого ядра. Для объемных проб метод определяет естественное изобилие ⁵⁷Fe. Для многих разбавленных или биологических образцов образец часто обогащен ⁵⁷Fe.

Рекомендации

^ Э. Э. Алп, В. Стурхан, Т. С. Тёлльнер, Дж. Жоа, М. Ху, Д. Э. Браун. "Исследования динамики колебаний с помощью ядерного резонансного неупругого рассеяния рентгеновских лучей" Сверхтонкие взаимодействия 144/145: 3–20, 2002.
^ Alp, E. E .; Sturhahn, W .; Toellner, T. S .; Zhao, J .; Hu, M .; Браун, Д. Э., "Исследования динамики колебаний с помощью ядерного резонансного неупругого рассеяния рентгеновских лучей", в Мессбауэровской спектроскопии, П. Гютлих, Б. В. Фитцсиммонс, Р. Рюффер и Х. Спиринг, ред. 2003 г., Springer, Нидерланды. Дои:10.1007/978-94-010-0045-1_1
^ W. R. Scheidt, S. M. Durbin, J. T. Sage, "Ядерная резонансная колебательная спектроскопия - NRVS", J. Inorg. Biochem. 2005, т. 99, 60-71. Дои:10.1016 / j.jinorgbio.2004.11.004
^ J. W. Pavlik, A. Barabanschikov, A. G. Oliver, E. E. Alp, W. Sturhahn, J. Zhao, J. T. Sage, W. R. Scheidt, "Зондирование вибрационной анизотропии с помощью ядерно-резонансной колебательной спектроскопии", Angew. Chem. Int. Эд. 2010, том 49, с. 4400-4404. Дои:10.1002 / anie.201000928

[1] Э. Э. Алп, В. Стурхан, Т. С. Тёлльнер, Дж. Жоа, М. Ху, Д. Э. Браун. "Исследования динамики колебаний с помощью ядерного резонансного неупругого рассеяния рентгеновских лучей" Сверхтонкие взаимодействия 144/145: 3–20, 2002.

[2] Alp, E. E .; Sturhahn, W .; Toellner, T. S .; Zhao, J .; Hu, M .; Браун, Д. Э., "Исследования динамики колебаний с помощью ядерного резонансного неупругого рассеяния рентгеновских лучей", в Мессбауэровской спектроскопии, П. Гютлих, Б. В. Фитцсиммонс, Р. Рюффер и Х. Спиринг, ред. 2003 г., Springer, Нидерланды. Дои:10.1007/978-94-010-0045-1_1

[3] W. R. Scheidt, S. M. Durbin, J. T. Sage, "Ядерная резонансная колебательная спектроскопия - NRVS", J. Inorg. Biochem. 2005, т. 99, 60-71. Дои:10.1016 / j.jinorgbio.2004.11.004

[4] J. W. Pavlik, A. Barabanschikov, A. G. Oliver, E. E. Alp, W. Sturhahn, J. Zhao, J. T. Sage, W. R. Scheidt, "Зондирование вибрационной анизотропии с помощью ядерно-резонансной колебательной спектроскопии", Angew. Chem. Int. Эд. 2010, том 49, с. 4400-4404. Дои:10.1002 / anie.201000928

[1]

[2]

[3]

[4]