57Fe ЯМР исследование слоистого халькогенида Fe7S8
Российский научный фонд, 22-12-00220
Кашникова М.Е.
1,2, Уткин Н.А.
1,2, Оглобличев В.В.
1, Садыков А.Ф.
1, Смольников А.Г.
1, Пискунов Ю.В.
1, Арапова И.Ю.
1, Селезнева Н.В.
2, Баранов Н.В.
1,21Институт физики металлов им. М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук, Екатеринбург, Россия
2Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, Екатеринбург, Россия
Email: ogloblichev@imp.uran.ru, sadykov@imp.uran.ru, smolnikov@imp.uran.ru, piskunov@imp.uran.ru, arapova@imp.uran.ru, n.v.selezneva@urfu.ru, baranov@imp.uran.ru
Поступила в редакцию: 11 октября 2024 г.
В окончательной редакции: 24 октября 2024 г.
Принята к печати: 25 октября 2024 г.
Выставление онлайн: 17 декабря 2024 г.
Представлены результаты исследования методом ядерного магнитного резонанса на ядрах железа 57Fe магнитоупорядоченной фазы слоистого халькогенида Fe7S8 (пирротин) в нулевом внешнем магнитном поле в диапазоне температур T=4.2-295 K. Полученные спектры ядерного магнитного резонанса на ядрах 57Fe представляют собой несколько линий в диапазоне частот Δν=30-50 MHz. Доказано отсутствие в Fe7S8 ионов железа в состоянии Fe3+. Обнаружено наличие нескольких магнитно неэквивалентных позиций ионов железа, отличающихся количеством и расположением вакансий вблизи них. Измерены скорости спин-спиновой и спин-решеточной релаксации ядерных магнитных моментов 57Fe на разных частотных участках спектра при различных температурах. Определены локальные магнитные поля на ядрах железа и оценен магнитный момент ионов Fe. Показано, что спектры 57Fe в халькогениде Fe7S8 могут быть интерпретированы в модели сверхструктуры 4C-типа. Полученные в данной работе результаты расширяют перспективы использования ядерной магниторезонансной спектроскопии в горнодобывающей промышленности, в частности при обнаружении, разделении и отборе в реальном времени фрагментов руды, содержащих пирротин Fe7S8. Ключевые слова: халькогениды переходных металлов, слоистая дефектная структура, ядерный магнитный резонанс, 57Fe, пирротин, локальное магнитное поле, структура 4C-типа.
- H. Wang, I. Salveson. Phase Transitions 78, 547 (2005)
- A.V. Powell, P. Vaqueiro, K.S. Knight, L.C. Chapon, R.D. Sanchez. Phys. Rev. B 70, 014415 (2004)
- W. O'Reilly, V. Hoffmann, A.C. Chouker, H. C. Soffel, A. Menyeh. Geophys. J. Int. 142, 669 (2000)
- F. Li, H.F. Franzen, M.J. Kramer. J. Solid State Chem. 124, 264 (1996)
- N.V. Baranov, P.N.G. Ibrahim, N.V. Selezneva, V.A. Kazantsev, A.S. Volegov. D.A. Shishkin. Physica B: Condens. Matter 449, 229 (2014)
- N.V. Baranov, P.N.G. Ibrahim, N.V. Selezneva, A.F. Gubkin, A.S. Volegov, D.A. Shishkin, L. Keller, D. Sheptyakov, E.A. Sherstobitova. J. Phys. Condens. Matter 27, 286003 (2015)
- T. Ericsson, O. Amcoff, P. Nordblad. Hyperfine Interact. 90, 515 (1994)
- P. Terzieff. J. Phys. Chem. Solids 43, 305 (1982)
- J.R. Gosselin, M.G. Townsend, R.J. Tremblay, A.H. Webster. Mater. Res. Bull. 10, 41 (1975)
- D.J. Vaughan, M.S. Ridout. Solid State Commun. 8, 2165 (1970)
- L.M. Levinson, D. Treves. J. Phys. Chem. Solids 29, 2227 (1968)
- T.J. Bastow, A. Trinchi. Solid State Nucl. Magn. Reson. 35, 25 (2008)
- T.J. Bastow, A.J. Hill. J. Magn. Magn. Mater. 447, 58 (2018)
- J.A. Lehmann-Horn, D.G. Miljak, L.A. O'Dell, R. Yong, T.J. Bastow. Geophys. Res. Lett. 41, 6765 (2014)
- T.J. Bastow, A. Trinchi, M.R. Hill, R. Harris, T.H. Muster. J. Magn. Magn. Mater. 321, 2677 (2009)
- D.F. Akramov, N.V. Selezneva, P.N.G. Ibrahim, V.V. Maikov, E.M. Sherokalova, D.K. Kuznetsov, N.V. Baranov. Phys. Met. Metallogr. 123, 282 (2022)
- N. Selezneva, P. Ibrahim, N.M. Toporova, E.M. Sherokalova, N. Baranov. Acta Phys. Pol. A 133, 450 (2018)
- D. Koulialias, B. Lesniak, M. Schwotzer, P.G. Weidler, J.F. Loffler, A.U. Gehring. Geochem. Geophys. Geosystems 20, 5216 (2019)
- А.П. Геращенко, С.В. Верховский, А.Ф. Садыков, А.Г. Смольников, Ю.В. Пискунов, К.Н. Михалев. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ N2018663091. Simul 2018, Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 22.10.2018 г
- C.P. Slichter. Principles of Magnetic Resonance. Springer Science \& Business Media, (1996). 658 p
- A. Abragam. The Principles of Nuclear Magnetism. Clarendon Press, (1961). 599 p
- A.M. Portis, A.C. Gossard. J. Appl. Phys. 31, S205 (1960)
- В.В. Оглобличев, В.И. Изюров, Ю.В. Пискунов, А.Г. Смольников, А.Ф. Садыков, С.А. Чупраков, С.С. Дубинин, С.В. Наумов, А.П. Носов. Письма в ЖЭТФ 114, 24 (2021) [V.V. Ogloblichev, V.I. Izyurov, Y.V. Piskunov, A.G. Smol'nikov, A.F. Sadykov, S.A. Chuprakov, S.S. Dubinin, S.V. Naumov, A.P. Nosov. JETP Letters 114, 29 (2021)]
- I. Letard, P. Sainctavit, C. Deudon. Phys. Chem. Miner. 34, 113 (2007)
- V.N. Antonov, L.V. Bekenov, A.P. Shpak, L.P. Germash, A.N. Yaresko, O. Jepsen. J. Appl. Phys. 106, 123907 (2009)
- A.J. Freeman, R.R. Frankel. Hyperfine Interactions. Academic Press, New York and London (1967). 758 p
- C. Haines, S. Dutton, M. Volk, M. Carpenter. J. Phys. Condens. Matter 32, 405401 (2020)
- E.J. Schwarz. J. Geomag. Geoelec. 20, 67 (1968)
- R. Benoit. J. Chim. Phys. 52, 119-132 (1955)
- M. Bin, R. Pauthenet. J. Appl. Phys. 34, 1161 (1963)
- J.B. Goodenough. J. Appl. Phys. 33, 1197 (1962)
- M. Tokonami, K. Nishiguchi, N. Morimoto. Am. Mineral. 57, 1066 (1972)
- E. Hirahara, M. Murakami. J. Phys. Chem. Solids 7, 281 (1958)
- C. Jeandey, J.L. Oddou, J.L. Mattei, G. Fillion. Solid State Commun. 78, 195 (1991)
- O. Kruse. Am. Mineral. 75, 755 (1990)
- Т. Фаррар, Э. Беккер. Импульсная и фурье-спектроскопия ЯМР. Пер. с англ. Б.А. Квасова; под ред. Э.И. Федина. Мир, М. (1973). 164 с
- H.Y. Carr, E.M. Purcell. Phys. Rev. 94, 630 (1954)
- S. Meiboom, D. Gill. Rev. Sci. Instrum. 29, 688 (1958).
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.