Синтез наноразмерных кристаллических порошков PrF3 и исследование их магнитных свойств тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат физико-математических наук Алакшин, Егор Михайлович

• Алакшин, Егор Михайлович
• кандидат физико-математических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Алакшин, Егор Михайлович

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава 1 Обзор литературы

1.1 Ван-флековский парамагнетик РгБ3

1.2 Динамическая поляризация ядер жидкого 3Не

1.3 Магнитная связь Не с субстратом

1.4 Синтез наноразмерных образцов фторидов редких земель

Глава 2 Аппаратура и образцы

2.1 Экспериментальная установка

2.1.1 Общая схема спектрометра

2.1.2 Цифровая часть импульсного ЯМР спектрометра

2.1.3 Цифровой квадратурный детектор

2.2 Синтез наноразмерных образцов РгГ3

2.3 Рентгеноструктурный анализ синтезированных образцов

2.4 Электронная микроскопия высокого разрешения синтезированных образцов44 Заключение

Глава 3 Исследование магнетизма и структуры синтезированных наноразмерных кристаллических порошков РгГ3

3.1 Спектры ЯМР 141Рг в РгБз

3.2 Времена релаксации 19Б и 141 Рг

3.3 ЯМР криопорометрия нанопорошков РгГ3

3.4 Ядерный псевдоквадрупольный резонанс 141Рг в РгГ3

Заключение

Глава 4 Спиновая кинетика Не в контакте с наноразмерными кристаллическими порошками

4.1 Спиновая кинетика Не в контакте с наноразмерными кристаллическими порошками ЬаР3

о

4.2 Спиновая кинетика Не в контакте с наноразмерными кристаллическими

порошками РгБ3

Заключение

Выводы

Публикации автора по теме диссертации

Список цитируемой литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Синтез наноразмерных кристаллических порошков PrF3 и исследование их магнитных свойств»

Введение

Актуальность темы исследования.

Трифториды редких земель (РЗ), а также диамагнитные трифториды, допированные парамагнитными примесями РЗ, в течение длительного времени привлекают внимание исследователей по ряду причин: 1) в лазерной технике

Л I Л I Л I

трифториды лантаноидов ЬпБз, допированные ионами Рг^, N<1 , Се (Ьп = Ьа, Се, Рг, N(1), могут использоваться в качестве активных сред [1-3]; 2) исследованию магнитных и магнито-оптических свойств РгР3 были посвящены работы [4-6]; 3) возможность использования РгБз как вещества для мазеров обсуждалась в работе [6].

Диэлектрический ван-флековский парамагнетик РгБ3 вызывает в последние годы большой интерес, как с фундаментальной, так и с прикладной точки зрения как материал для динамической поляризации ядерных спинов 3Не [7]. Поляризованная система ядерных спинов газообразного Не находит широкое применение в медицине [8,9] для ЯМР томографии легких. Методы получения спин-поляризованного Не требуют очень низких температур (порядка мК) и высоких магнитных полей (метод «грубой силы») [10,11]. Также для создания неравновесной заселенности ядерных спиновых подуровней благородных газов широко используют оптическую накачку [12,13]. Таким образом удается достичь степени поляризации газа до 30%, что соответствует коэффициенту усиления 104105 для магнитных полей, применяемых в ЯМР. Более доступными методом достижения спин-поляризованного состояния можно считать метод динамической поляризации ядер [14].

Предположение об использовании диэлектрических ван-флековских парамагнетиков для динамической поляризации ядер жидкого 3Не было высказано М.С. Тагировым и Д.А. Таюрским в работе [9]. При определенной ориентации диэлектрического кристалла благодаря анизотропии тензора эффективного гиромагнитного отношения ядра ван-флековского иона (в случае

ядер 141Рг ух/2тг=3,322 кГц/Э, уу/2тг=3,242 кГц/Э, у2/27С=10,035 кГц/Э), частоты переходов совпадут с Не (|у/2л;|=3,243 кГц/Э), что может привести к кросс-релаксационной передаче намагниченности между ними. Впервые подобная резонансная магнитная связь была обнаружена в Казанском Университете в 1984 году [15] между 3Не и ядрами 169Тш ван-флековского парамагнетика этилсульфата тулия ТтЕЭ.

Позже, в системе "141Рг - 3Не" был обнаружен эффект кросс-релаксации между ядерными спинами 141Рг и 3Не [16,17] на ларморовской частоте 3Не 6,63 МГц, при этом использовался порошок РгБз с размером частиц 10^45 мкм. Переход от микронных порошков РгРз к наноразмерным, возможно, позволит получить высокосвязанную спиновую систему "141Рг - 3Не" и повысить эффективность ядерно-ядерной кросс-релаксации.

На основе вышесказанного можно заключить, что синтез наноразмерного кристаллического порошка РгБ3 и исследование его магнитных свойств, несомненно, является актуальной задачей современной экспериментальной физики.

Целью настоящей работы является синтез наноразмерных кристаллических порошков РгБз, исследование их магнитных свойств, а также исследование спиновой кинетики 3Не в контакте с синтезированными образцами.

Научная новизна исследований заключается в следующем:

1. Был модернизирован метод синтеза наноразмерных образцов РгБ3 и ЬаБз, путем варьирования времени микроволнового облучения;

2. Впервые методом ядерного псевдоквадрупольного резонанса (ЯПКР) были исследованы наноразмерные кристаллические порошки ван-флековского парамагнетика РгР3;

3. Впервые исследованы магнитные свойства наноразмерных кристаллических порошков РгР3 методами ядерного магнитного резонанса;

4. Впервые исследована спиновая кинетика Не в контакте с наноразмерными кристаллическими порошками РгР3, предложена модель ядерной магнитной релаксации 3Не.

Практическая ценность работы. В результате исследований решены важные физические аспекты образования фуллереноподобных наночастиц фторидов редких земель. Установленные экспериментальные закономерности позволяют синтезировать нанообъекты с заданными свойствами. В то же время, экспериментальные исследования спиновой кинетики сильно-коррелированной системы 141Рг и 3Не дают надежду на успешную реализацию нового метода получения поляризованного Не сравнительно простым способом.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на различных международных, всероссийских, региональных конференциях, а также на итоговых конференциях Казанского (Приволжского) федерального университета: International Symposium on Quantum Fluids and Solids «QFS2010» (Grenoble, France, 2010), International Conference «Resonances in Condensed Matter» (Казань, 2011), International Youth Scientific School «Actual problems of magnetic resonance and its application» (Казань, 2009, 2010, 2011, 2012), Нанотех (Казань, 2009), Магнитный резонанс и его приложения (Санкт-Петербург, 2011), XXXI Совещание по физике низких температур (Санкт-Петербург, 2012), The 26th International Conference on Low Temperature Physics (Beijing, China, 2011), на итоговых научных конференциях Казанского (Приволжского) федерального университета (Казань, 2011, 2012).

Публикации. Основное содержание работы отражено в 6 статьях (в том числе, в 5 статьях в реферируемых научных журналах, входящих в перечень ВАК) и 11 трудах научных конференций.

Личный вклад автора. Все представленные в данной диссертации экспериментальные данные были получены автором в БИЛ MPC и КЭ им. С.А. Альтшулера Института физики Казанского (Приволжского) федерального университета; Институте органической и физической химии им.А.Е. Арбузова Казанского научного центра Российской академии наук.

Непосредственно автором были синтезированы наноразмерные образцы PrF3 и LaF3 проведены все экспериментальные измерения ядерной магнитной релаксации l9F и 14|Рг в синтезированных порошках и 3Не в контакте с ними.

Автор защищает:

1) Результаты экспериментальных исследований наноразмерных кристаллических порошков РгБ3 методами ЯМР и ЯПКР. Установлено, что при переходе от микроразмерного порошка к наноразмерному ЯМР и ЯПКР спектры 14,Рг значительно уширяются;

2) Результаты экспериментальных исследований наноразмерных кристаллических порошков РгР3 методами ЯМР криопорометрии и просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения. Установлено наличие нанокластеров воды (1-2,3 нм) в синтезированных наноразмерных порошках. Предложен механизм образования данных кластеров;

3) Методами ЯМР, ЯПКР и электронной микроскопии высокого разрешения экспериментально установлена реструктуризация наноразмерных образцов. С увеличением времени гидротермальной реакции количество дефектов в кристаллической решетке уменьшается, что в свою очередь приводит к увеличению времен ядерной магнитной релаксации и сужению спектров ЯМР;

4) Результаты экспериментальных исследований спиновой кинетики адсорбированного, газообразного и жидкого 3Не, находящегося в контакте с наноразмерными кристаллическими порошками ван-флековского парамагнетика РгБз и его диамагнитного аналога ЬаР3 при температуре 1,5 К методами ЯМР. Обнаружена корреляция параметров ядерной магнитной релаксации Не с размерами частиц образцов;

о

5) Модель ядерной магнитной релаксации Не в контакте с наноразмерными кристаллическими порошками РгР3. Экспериментально установлено наличие двух каналов магнитной релаксации ядер 3Не. Первый - релаксация намагниченности ядер свободного Не (жидкого и газообразного) осуществляется через

3 3 3

адсорбированный слой Не. Второй канал релаксации Не за счет движения Не в квазипериодическом магнитном поле, обусловленном анизотропией намагниченности отдельных частиц неориентированного образца ван-флековского парамагнетика РгР3;

6) Экспериментальное обнаружение в системе 3Не - наноразмерный кристаллический порошок РгБз эффекта кросс-релаксации между ядерными спин-системами 3Не и 141Рг.

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения изложена на 104 страницах машинописного текста, содержит 51 рисунок и 9 таблиц. Список используемой литературы содержит 102 наименований.

В первой главе приведен обзор работ по методам синтеза трифторидов редких земель; исследованиям релаксации 3Не в различных пористых средах и магнитных связей 3Не с ядерными и электронными спинами твердых тел, описаны основные свойства ван-флековского парамагнетика РгБ3

Во второй главе описан синтез и методы контроля образцов наноразмерных порошков РгБ3 и ЬаР3; основное используемое оборудование: импульсный спектрометр ЯМР.

В третьей главе приводятся результаты экспериментальных исследований ядерной магнитной релаксации 141 Рг и 19Б; криопорометрии и ядерного псевдо-квадрупольного резонанса в синтезированных образцах РгБз

В четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследований трех состояний Не (адсорбированного, газообразного и жидкого) в контакте с синтезированными образцами РгБз и ЬаБ3 методами импульсного ядерного магнитного резонанса.

ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Ван-флековский парамагнетик PrF3

Кристалл PrF3 является диэлектрическим ван-флековским парамагнетиком. Это широкий класс веществ, представителями которого являются кристаллы, содержащие ионы, как правило, редких земель с четным числом электронов на незаполненных 4^оболочках - Pr3+, Tm3+, Eu3+, ТЬ3+, Но3+. Кристаллическое поле расщепляет основной мультиплет данных ионов так, что основным уровнем оказывается либо синглет, либо немагнитный дублет. Возбужденные уровни отделены от него интервалами порядка А = КНЮО см"1 (в случае PrF3 -65см"1). В результате магнитная восприимчивость при низких температурах постоянна, а при высоких изменяется согласно закону Кюри. Во внешнем магнитном поле при низких температурах (кТ«Д) у электронной оболочки индуцируется поляризационный магнитный момент, который создает на ядре сверхтонкие поля. Они по своей величине могут превосходить приложенное внешнее магнитное поле в десятки, а то и в сотни раз [18].

Пространственная группа симметрии кристалла PrF3 до сих пор представляет предмет споров. Шесть магнитно-неэквивалентных позиций ионов Рг3+ в PrF3 свидетельствуют о том, что кристалл относится к пространственной группе симметрии Сбу (Р63сш). С другой стороны, измерения методами рентгеноструктурного анализа [19] и фононной спектроскопии [20,21] указывают на группу симметрии Z)3d4 (P3cl). В работе [22], опираясь на результаты экспериментов по дифракции нейтронов и ЯМР 19F, предполагается, что кристалл на микроскопическом уровне разделен на домены двух типов, при этом элементарные ячейки в этих доменах отличаются лишь поворотом вокруг тригональной оси на 180° градусов. Подобная модель находится в согласии со

всеми экспериментами по определению симметрии кристалла. Различие группы Сбу и / представлено на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - Различие группы Сбу3 и 03с14.

Ближайшее окружение Рг3 образуют 11 ионов Р", расположенных на расстояниях от 2.56 А до 3.13 А. Элементарная ячейка содержит 6 формульных единиц. Точечной группой симметрии иона Рг3" можно считать или С^ (для С6у), или С2 (для £>3 Д

Координаты атомов в решетке РгР3 представлены в таблице 1.1. Кристаллическая структура и элементарная ячейка РгР3 для структуры С^у изображены на рисунках 1.2,1.3.

Таблица 1.1. Координаты атомов в решетке РгР3 (а = 7.075 А, с = 7.238 А)[ 18].

Атом х/а у/а х/с

Рг 0.671 0.000 0.250

0.000 0.000 0.310

Р2 0.333 0.667 0.210

РЗ 0.276 0.000 0.067

Р4 0.372 0.000 0.404

Рисунок 1.2 - Элементарная ячейка РгР3 симметрия С6у3-

Р1

Fl

Рисунок 1.3 - Кристаллическая структура РгРз симметрии Сбу3 в проекции на плоскость, перпендикулярную оси шестого порядка с.

Во введении было сказано о выгодном отличии кристалла диэлектрического ван-флековского парамагнетика РгР3 от 1ЛТтР4 , а именно о наличии плоскостей спайности в РгБз. Спайность - это способность некоторых кристаллов при ударе раскалываться по определенным атомно-гладким плоскостям, которые называют плоскостями спайности. Такие плоскости всегда могут быть параллельны только атомным плоскостям, поскольку возникают в результате слабых связей между плоскостями кристаллической решетки.

Согласно правилу Хунда нижним термом конфигурации 2 (Рг3+) является 3Н, а нижним мультиплетом 3Н4. Благодаря низкой симметрии кристаллического поля РгРз мультиплет Н4 расщепляется на 9 синглетов. Ядро редкоземельного элемента имеет ненулевой ядерный спин и соединения этого элемента обладают

ядерным магнетизмом. Спин ядра 141Рг равен I = 5/2, естественная распространенность - 100%, гиромагнитное отношение свободных ядер у/2тс= 1,247 кГц/Э. Поэтому каждое синглетное состояние расщепляется на 6 сверхтонких подуровней.

Полный гамильтониан изолированного иона Рг3+ в РгБз [22] помимо гамильтониана кристаллического поля, содержит гамильтонианы сверхтонкого взаимодействия электронного J и ядерного I моментов Ни г, взаимодействия между ядерным квадрупольным моментом и градиентом электрического кристаллического поля НчЬ взаимодействия между ядерным квадрупольным моментом и градиентом электрического поля, обусловленный несферичностью распределения зарядов в 4/-оболочки Нч2:

Н = НСР + Н¥ + Нч1 + Нч2 (1.1)

В работе М.А. Теплова и И.Г. Большакова [18] показано, что при описании спектров ЯМР ядер 14 *Рг удобно перейти к ядерному спиновому гамильтониану

ромбической симметрии:

Н=-П 2>/Я/7/+£>

1-х,у,г

/г2-1/(/+1)1+42-/2) (,-2)

с параметрами

\ух/2я\ = 3.32(2)кГц/Э, \у ¡2л\ = 3.24(2) кГц / Э, \у:/2л\ = 10.03(5) кГц / Э, (1.3)

|£>/Н\ =4.31(1) МГц / Э, |Е/к\ = 0.30(1) МГц / Э

Выражение (1.2) также можно представить в виде

Н=-ПГ1 ^ + 122--1(1 + \) +^(/2-/2) (ы)

I- -I

Здесь 71 - гиромагнитное отношение «свободных» ядер, Уг - компоненты

тензора эффективного гиромагнитного отношения, а1 - компоненты тензора

парамагнитного сдвига. Тензор а1 характеризует «усиление» приложенного внешнего магнитного поля за счет сверхтонкого взаимодействия ядра с А/-

электронной оболочкой. Локальные оси 'V направлены перпендикулярно плоскостям спайности кристалла ас, оси V совпадают с гексагональной осью с. Параметры й и Е представляют собой суммы констант квадрупольного Од, Е0 и так называемого «псевдоквадрупольного» взаимодействия /)ст, £ст:

£> - £>ст + Д

'О,

(1.5)

Е — Ест + Ее,-

з+

В работах [23] была расчитана штарковская структура иона Рг в сильных магнитных полях, она представлена на рисунке 1.4.

500

450

400

350

-г 300 о

Ш 250 200

150

100

50

0

т=1.5 к

н||с

10

20

н,т

30

40

3 3+

Рисунок 1.4 -Уровни энергии основного терма Н4 иона Рг т в РгР3 в сильных

магнитных полях.

Также было показано, что при некоторых величинах магнитного поля возможно совпадение частот переходов между ядерными уровнями энергий ядер жидкого 3Не и |4,Рг. На рисунке 1.5 показаны зависимости частот переходов при ориентации магнитного поля параллельно оси у. Были рассчитаны вероятности кросс-релаксации для случая мелкодисперсного неориентированного порошка РгИз [24].

45 40 35

rr

5 30

Р 25

0 н-

1 20

15 10 5 0

0 2 4 6 8 10

Магнитное поле Н0, кЭ

Рисунок 1.5 - Частоты переходов между ядерными уровнями энергии 141Рг в кристалле PrF3 при температурах жидкого гелия в магнитном поле Н0||у. Сплошные кривые - для ядра 141 Рг, пунктирная - для ядра 3Не.

Суммируя, можно заключить, что мелкодисперсный кристаллический порошок РгБз является перспективным для дальнейшего исследования резонансной магнитной связи в системе твердотельный субстрат - жидкий 3Не.

1.2 Динамическая поляризация ядер жидкого 3Не

В настоящее время получение высоко поляризованной ядерной спиновой системы жидкого 3Не по-прежнему является актуальной задачей. Системы с поляризацией ядерных спинов Не используются в медицине, например, при ЯМР-томографии легких человека. Однако получение поляризованных систем является достаточно сложным процессом требующим сверхнизких температур и сильных магнитных полей. Этот метод применительно к Не получил развитие в работах Би^ай [11], который поляризовал твердый Не в поле 15 Тл и при температуре 5 мК. Таким образом достигалась поляризация порядка 95%, которая сохранялась при быстром отогреве Не до комнатной температуры. Автор предлагал использовать данный метод для производства 3Не в промышленных масштабах (его производительность составляла тысячи литров в день, в то время как для получивших широкое применение методов использующих оптическую накачку это значение составляет несколько десятков литров в день. Основная сложность заключалась в применении сложной криогенной техники, поэтому в данное время этот метод не используется на практике.

В настоящее время наибольшее распространение для создания неравновесных заселенностей ядерных спиновых подуровней благородных газов имеет метод оптической накачки (переход между атомными уровнями паров рубидия - длина волны 794,7 нм) [12]. Данным методом достигается степень поляризации газа порядка 30%, что соответствуют коэффициенту усиления порядка 105 для магнитных полей, применяемых в ЯМР. При этой поляризации сигнал газа при атмосферном давлении, примерно на порядок больше сигнала от протонов воды такого же объема.

Для создания поляризованного состояния 3Не применяется и другие способы, например, основанные на непосредственном оптическом возбуждении образующихся в разряде метастабильных состояний гелия на длине волны 1,083 мкм с последующим обменным переносом поляризации в основное

состояние при столкновениях. Накачка производится при давлении газа порядка 10" атм., после чего давление повышается до рабочего [13].

Наряду с вышеуказанными способами существуют методы динамической поляризации ядер (ДЛЯ), в котором высокая степень поляризации электронных спинов передается ядерной спин-системе. Основные принципы этого процесса подробно описаны [25,26], при этом разновидностью динамической поляризации ядер, применимого для поляризации Не является солид-эффект, требующий менее жестких условий. Метод «солид-эффекта» [27] основан на переносе поляризации от примесных парамагнитных центров к ядерной спиновой системе. В работе М.С. Тагирова и Д.А. Таюрского [7] предложена вариация этого метода, заключающаяся в использовании ван-флековских ионов диэлектрических ван-флековских парамагнетиков вместо парамагнитных центров. Ядерные спины ван-флековских ионов эффективно связаны с высокополяризованной электронной оболочкой сильным сверхтонким взаимодействием. Внешнее магнитное поле В0 индуцирует магнитный момент электронной оболочки в основном немагнитном состоянии. Однако, статический характер сверхтонкого поля не позволяет передавать поляризацию электронной оболочки ядерной системе. Идея метода заключается в переведении оболочки в возбужденное парамагнитное состояние, релаксируя из которого, она будет передавать поляризацию ядерным спинам за счет сверхтонкого взаимодействия. При этом следует отметить ряд особенностей. Во-первых, для возбуждения электронной оболочки требуется использование лазерного излучения в далекой инфракрасной области. Во-вторых, парамагнитные примеси, присутствующие в ван-флековских парамагнетиках являются эффективным каналом утечки ядерной поляризации.

1.3 Магнитная связь 3Не с субстратом

При исследовании возможности поляризации 3Не методами динамической поляризации ядер, необходимо учитывать свойства Не, находящегося в контакте с твердотельным субстратом, благодаря которому будет осуществляться поляризация. В случае Не контакт с твердым телом играет существенную роль, коренным образом изменяя свойства ядерной системы по сравнению с объемным 3Не.

Согласно классической теории Бломбергена-Парселла-Паунда (БПП) [28], скорости продольной Т{х и поперечной Ту1 релаксации ядерных магнитных моментов в газе или жидкости за счет модуляции диффузионным движением диполь-дипольных взаимодействий равны между собой и определяются выражением

г_1=г_1^2л- N/h2 (1.6)

1 2 5 dD

где N — концентрация магнитных моментов, у — их гиромагнитное отношение, D— коэффициент диффузии, на которое сближаются атомы или молекулы, обладающие магнитным моментом.

Для Не N = 1.55 10

см" , |у/2тг| = 3,243 кГц/Э,

D= 10"4 см2/с при Т=\ К, в то время как d можно только оценить по косвенным

л

данным. В качестве оценки для d в жидком Не разумно выбрать расстояние чуть больше диаметра атома. Тогда из формулы (1.6) получаем для жидкого 3Не скорость релаксации Т\-Т2- 800 с.

Экспериментальные данные подтверждающие, что релаксация объемного

3 5

Не характеризуется чрезвычайно длинными временами, до 10 с (в зависимости от условий эксперимента) представлены в работах [29-31]. Однако, в работах Ромера (Romer) [32,33] было отмечено, что времена релаксации укорачиваются из-за влияния стенок контейнера, в котором находится жидкий 3Не, причем в его экспериментах в зависимости от материала из которого изготавливался контейнер, времена релаксации менялись от 60 до 400 с при температуре 4,2 К.

Впервые вопрос о такой магнитной связи был поставлен в экспериментальных работах группы Абеля в 1965 [34], в которых было обнаружено аномально малое тепловое (фононное) сопротивление Капицы на границе жидкий 3Не - твердотельный субстрат. Экспериментально была определена величина сопротивления Капицы [35], которая не описывалась в рамках существовавшей теории.

Позже был предложен качественно иной подход для описания этого

л

эффекта, т.е. аномально малого сопротивления Капицы на границе Не и твердого тела [36]. Уитли предположил, что кроме фононного механизма передачи энергии

"У

через границу жидкий Не - твердотельный субстрат существует также спиновый механизм, благодаря которому энергия может передаваться напрямую из

о

спиновой системы субстрата к спин-системе жидкого Не, причем при Т < 20 мК спиновый механизм начинает преобладать над фононным. Последующие исследования в этой области можно условно разделить на два направления: первое - магнитная связь ядерных спинов 3Не и электронных магнитных моментов твердого тела; второе - магнитная связь ядерных спинов 3Не и ядерных магнитных моментов твердого тела.

К изучению магнитной связи ядер Не с электронных спинов можно отнести

л

упоминавшиеся выше работы [35,36] по исследованию системы жидкий Не-ЦМН (церий-магниевый нитрат М§3Ьа2(]МОз)12-

24Н20: Се3+). В работе [37] было предположено, что перенос энергии в данной системе осуществляется посредством диполь-дипольного взаимодействия электронных спинов Се3+ в ЦМН и ядерных спинов 3Не. Разработанная согласно этому предположению теория магнитной связи позволила качественно объяснить получаемые экспериментальные результаты.

Дополнительным подтверждением гипотезы магнитной связи в системе 3Не - ЦМН также можно считать результаты экспериментов со смесями 3Не - 4Не (концентрация 4Не варьировалась в диапазоне от 0,9% до 96%) [38,39]. Известно, что коэффициент адсорбции 4Не существенно выше, чем у 3Не, соответственно при наличии в жидком 3Не примеси 4Не контакт атомов 3Не с поверхностью

затрудняется и становится невозможным при высоких концентрация 4Не. Экспериментальные данные хорошо описывались в рамках теории фононного сопротивления Капицы, то есть тепловое сопротивление было достаточно эффективно. Данный факт свидетельствовал о том, что в передаче энергии основную роль играют ядра 3Не, находящиеся на поверхности твердотельного субстрата. При наличии примеси 4Не, контакт 3Не с электронными спинами исчезал, что приводило к разрыву канала передачи энергии.

Вторым возможным видом связи между 3Не и твердотельным субстратом является связь между ядрами Не и ядерными моментами твердого тела. Наличие такой связи было установлено несколькими научными группами. Основным методом исследования при этом был метод ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Существенный вклад в изучение данного вида систем был получен на образцах ОЬХ-бООО, представляющих из себя сферы политетрафторэтилена размером 0,2 мкм. При этом была изучена магнитная связь между ядерными

л 10

спинами Не (|у/2л;| = 3,243 кГц/Э) и ядерными спинами Б (у/2тг = 4,007 кГц/Э) [40]. Эти и последующие исследования [41], были проведены при температурах 0,5 -ь 4,0 К. Они показали, что спиновые системы 3Не и 19Р находятся в сильном тепловом контакте, на что указывало несколько экспериментальных фактов. Например, инверсия ядерной намагниченности ядер фтора радиочастотным 180-градусным импульсом на резонансной частоте 19Б приводила к инверсии ядерной

о

намагниченности системы Не, при этом последующая релаксация обеих ядерных систем происходила с единым характеристическим временем Т]. Также авторами было установлено, что основным каналом релаксации ядер 19Б является

3 3

взаимодействие с поверхностным Не. При отсутствии Не скорость релаксации 19Р была в 30 раз меньше, чем в упомянутом максимуме. Дополнительные исследования, проведенные с жидким 3Не [41], в контакте с ЭЬХ-бООО показали,

3 19

что и в этом случае ядерные системы Не и Б находятся в сильном тепловом контакте. Хотя время установления теплового равновесия между системами становилось существенно длиннее, чем для адсорбированной пленки, что связано со значительным увеличением числа спинов Не в системе.

Хотя связь между ядерными системами 3Не и 19F была обнаружена, ее механизм оставался неясен. Прямое диполь-дипольное взаимодействие должно быть неэффективно в данной системе из-за существенной разницы резонансных частот двух взаимодействующих типов ядер.

Прямой механизм взаимодействия был предложен профессором М. Шапелье [42] в ходе ряда проведенных экспериментов в системе DLX-6000

3 19

магнитной связи Не- F. По его мнению, перенос намагниченности между спин-системами происходил за счет модуляции диполь-дипольного взаимодействия

3 19

Не- F движением атомов гелия в адсорбированном слое. Основываясь на данной гипотезе были проведены теоретические расчеты, которые хорошо согласовались с полученными экспериментальными данными. Авторам также удалось осуществить динамическую поляризацию ядер жидкого 3Не [43]. При этом накачка проводилась на частоте ЭПР примесных парамагнитных центров, обнаруженных в DLX-6000 [44]. Поляризация от парамагнитных центров переходила к спинам 19F, а уже от них - к ядрам 3Не.

л

Подобная, описанной ранее, магнитная связь ядер Не с протонами была обнаружена в работах [45^-7].

Следующим каналом магнитной связи между Не и твердотельным субстратом являются ядерные спины редкоземельных (РЗ) ионов. Исследование возможности подобной связи было начато в лаборатории MPC и КЭ КГУ в 1984 году группой профессора М.А. Теплова. Для этой цели были использованы диэлектрические ван-флековские парамагнетики [15]. Особенностью этих соединений является сильная анизотропия эффективного гиромагнитного отношения. При определенной ориентации кристалла во внешнем магнитном поле расщеплений энергетических зеемановских уровней ядер ван-флековского иона и ядер жидкого 3Не могут полностью совпасть, магнитная связь при этом должна усиливаться. Такая резонансная связь была обнаружена между спинами 169Тш в ван-флековском парамагнетике этил сульфата тулия TmES и спинами жидкого Не. В описанных экспериментах при совпадении значений

гиромагнитных отношений 169Тш и 3Не времена продольной релаксации ядер 3Не уменьшались в 3 раза и становились равными с времени релаксации ядер 169Тш.

В связи с тем, что соединение ТшЕБ является химически нестойким при вакуумировании, авторами, в дальнейшем использовалось кристаллическое соединение 1лТтР4 являющиеся химически-стойким [48]. Однако в экспериментах с монокристаллом ЫТгг^ явного свидетельства наличия магнитной связи с ядрами 3Не получить не удалось. Впоследствии в работах группы профессора М.С. Тагирова [49] было показано, что магнитная связь между спинами 169Тт и 3Не в порошках ЫТтР4 затруднена из-за возникающих деформаций и парамагнитных центров на поверхности в процессе приготовления порошков. Возникновения подобных парамагнитных центров можно избежать при наличии плоскостей спайнности. Например, в монокристалле РгБ3 такие плоскости имеются, благодаря этому данный кристалл исследовался в дальнейшем. В порошках данного соединения было обнаружено уменьшение скорости релаксации ядер 14'Рг вблизи ларморовской частоты 3Не при наличии в

3 3

системе жидкого Не в отличии от экспериментов, в которых жидкий Не был заменен на 4Не [16]. Данное поведение времен релаксации ядер 141Рг свидетельствует об эффекте кросс-релаксации между ядрами 141Рг и 3Не. Усиление эффекта ожидалось при переходе от микронных порошков РгБ3 к наноразмерным.

1.4 Синтез наноразмерных образцов фторидов редких земель

В последнее время интерес к наноразмерным частицам возрастает благодаря их - уникальным физическим и химическим свойствам, отличным от свойств макро- и микрочастиц [50]. В то же время исследование наночастиц неорганических фторидов несколько отстает от исследований наночастиц других классов веществ, таких как металлы, оксиды, полупроводники. Основные публикации по наночастицам фторидов появились в последние 10 лет. Интерес к синтезу и исследованиям фторидных соединений обусловлен рядом таких причин как:

• прозрачность фторидов в широкой спектральной области (0,2-6 мкм);

• легкость введения в состав активных редкоземельных ионов (до

21 3

концентрации 10 см" );

• высокая теплопроводность;

• Высокая влагостойкость и лучшие механические свойства по сравнению с другими классами веществ с широким окном пропускания, например, хдоридами.

Интерес к переходу от монокристаллов к наночастицам обусловлен следующими преимуществами: равномерность распределения и высокие концентрации ионов-активаторов, улучшенные механические свойства, получения оптически прозрачной среды в тех случаях, когда синтез монокристалла затруднен.

Эти особенности определяют специфику и перспективы развития нанофотоники. В частности, в работе [51] показано, что для нанокристаллического порошка КаСсП^: Еи3+ интенсивность люминесценции и время жизни возбужденного состояния возрастают с уменьшением размера частиц от 60 до 14 нм. Таким образом, наноразмерные порошки фторидов, легированные ионами лантаноидов, перспективны для применения в производстве оптических усилителей, лазеров, люминофоров и дисплеев мониторов [52-54].

За счет большой удельной поверхности порошки фторидов могут использоваться как чрезвычайно эффективные кислотные катализаторы, так как на их поверхности сосредоточены координационно ненасыщенные позиции атомов металлов [55,56]. Порошки фторидов A1F3, FeF3, CrF3 функционируют как кислоты Льюиса, сравнимые по силе с SbF5. Каталитическая активность особенно велика если вещество находится в аморфном состоянии [57-59].

Синтез наночастиц фторидов иногда более прост, производителен и экономичен, чем традиционные методы получения моно- и поликристаллов. В частности, это справедливо для синтеза сложных фторидов путем осаждения из растворов, не требующего сложного оборудования. В статье [60] на примере BaMgF6 и SrAlF5 - нелинейно-оптических кристаллах для преобразования частоты в УФ-диапазон - показано, что получение порошков в золь-гель-процессе происходит существенно быстрее, чем при твердофазном синтезе.

Композиты, включающие в себя нанокристаллический фторид лития и электропроводящую фазу (углерод, металлы), были запатентованы как электродные материалы для литиевых батарей [61].

Наночастицы фторофосфатов кальция способствуют реминерализации зубной эмали, что предотвращает кариес, разрушение зубов и повышает качество зубных пломб [62,63]. Введение наночастиц YbF3 в стоматологические цементы улучшает их механические характеристики [64].

Рассмотрим существующие методы синтеза наночастиц фторидов:

• Конденсация из паровой фазы. Начальные стадии образования тонких пленок, в том числе путем испарения вещества на подложку, относятся к области нанотехнологии. Наночастицы PbF2 как кубической, так и ромбической модификаций (21—43 нм) получены путем конденсации паров в ультравысоком вакууме [65]. Аналогичным образом были синтезированы наночастицы CaF2 [66].

• Механическое измельчение. Для получения наночастиц FeF3 и GaF3 авторы работ [67,68] использовали механическое измельчение с помощью шаров из диоксида циркония в высокоэнергетической мельнице в атмосфере аргона в

течении 16-20 часов. Результаты исследований показали образование наночастиц с размером -15 нм.

• Лазерное распыление. Другим способом накачки энергии в вещество является лазерное распыление. В работе [69] описан метод получения наночастиц (20-30 нм) путем распыления монокристалла фторида натрия, легированного ураном, на молибденовую подложку.

• Термическое разложение предшественника. При разложении трифторацетатов на воздухе образуются оксифторидные фазы. В работе [70] при пиролизе трифторацетата иттрия на кварцевом стекле в интервале 400-900°С обнаружено, что первоначально появившиеся частицы УР3 последовательно превращаются YOo.soFi.4o (ромбическая сингония), УОР (тригональная сингония) и УгОз. Авторы работы [71] при разложении трифторацетата лантана в 8Юг-матрице получили только оксофториды.

• Механохимическии синтез. Механический помол смеси фторидов в высокоэнергетических мельницах в некоторых случаях сопровождается химической реакцией с образованием наночастиц [72]. В ряде публикаций сообщалось о получении таким образом сравнительно крупных частиц, однако можно полагать, что эти частицы агломерированы из более мелких. В экспериментах [73-76] использовали мельницу с шарами из диоксида циркония диаметром 15 мм и скорость вращения 700 об/мин. Помол осуществлялся при комнатной температуре. Авторами статьи [73] осуществлен синтез оксофторидов ЬпОР с размером частиц 15-20 нм из смеси оксидов и фторидов за 2 часа.

• Золь-гель метод. Смешение силикатного золя и золя М§Р2 дает наночастицы, диспергированные в аморфной матрице. При нагревании образуется композит М§Р2-8Ю2 [77]. Усовершенствованный вариант этого процесса запатентован [78]. Нанокристаллы ЬаР3 (10-30 нм) в силикатном геле получены с использованием трифтороуксусной кислоты, ацетата лантана, тетраметилортосиликата, метанола, диметилформамида с последующем нагревом до 300°С. При 800°С начинается пирогидролиз ЬаР3 [79]. Аналогичным методом получают стеклокерамику [80, 81].

•Осаждение из растворов. Метод синтеза фторидов обменной реакцией с осаждением продукта известен давно. Хорошо изучено осаждение трифторидных редкоземельных элементов [82]. Осаждение из водных растворов фаз, образующихся в системах КБ-ЬпРз, описано в [83], а для систем №Р-ЬпР3 - в работах [83-85].

Осаждение из коллоидных растворов было, по-видимому, первым методом получения наночастиц. В Лондоне в музее Королевского института Великобритании хранятся коллоидные растворы золота, полученными М. Фарадеем еще в первой половине 19 века. Эти растворы до сих пор сохраняют свою стабильность.

Обычно способ получения наночастиц из коллоидных растворов заключается в химической реакции между компонентами раствора и прерывании реакции в определенный момент времени, после чего система переводится из жидкого коллоидного состояния в твёрдое.

Среди всех методов получения наноразмерных порошков и изолированных наночастиц метод осаждения из коллоидных растворов обладает наибольшей селективностью и позволяет получать нанокластеры с очень узким распределением по размерам.

Основной проблемой метода осаждения из коллоидных растворов является необходимость борьбы с конгламерацией полученных наночастиц. Одним из возможных решений является стабилизация коллоидных частиц и кластеров с помощью молекул лиганда. В качестве лигандов чаще всего используют различные полимеры.

В статье [86] описана методика получения фторидов лантаноидов (от Ьа до Ьи) методом гидротермального синтеза с последующем осаждением наночастиц. В этой статье полученные коллоидные растворы фторидов помещались в автоклав на 12-24 часа при температуре 80-180°С. Варьируя время и температуру в автоклаве, а также прекурсоры синтеза, авторы синтезировали наноструктуры с разной геометрией (фуллереноподобные наноструктуры, нанотрубки, наноплоскости).

Получение редкоземельных фуллереноподобных наноструктур [86] происходит по следующей схеме:

_ регулировка РН / л

+ F -► Коллоидные частицы V1-0;

гидротермальная обработка (180°С)

-»Фуллеренподобные Наночастицы

Синтез фуллереноподобных наночастиц РгР3 основан на приготовлении коллоидного раствора по реакции описанной в схеме 1.7 при комнатной температуре.

Рг203 + Ж03 Рг(И03)3 + Н20 (1.7)

регулировка РН г\ о\

Рг(М03)з+МаР-*РгГ3 + МаМ03-> Коллоидные частицы ^ ■*)

Полученный коллоидный раствор подвергается гидротермальной обработке в автоклаве при температуре ~180°С, вследствие чего получаются фуллереноподобные наночастицы РгР3.

В 2007 году был предложен метод в котором автоклав был заменен на микроволновую печь. Выигрыш метода заключался в сокращении времени гидротермальной обработки с 10-24 часов до 20 мин [87].

Фотографии, сделанные на просвечивающем электронном микроскопе высокого разрешения приведены на рисунке. 1.6 [87].

Рисунок 1.6 - Фотографии РгИ3 полученные с помощью НИТЕМ [87].

Таким образом, описан метод получения фуллереноподобных наночастиц. В последних работах по данной тематике в 2013 году описываются влияния прекурсоров на форму частиц. Авторы работы [88] описывают синтез наноструктур ЬаР3 с контролируемым количеством ЫаОН, олеиновый кислоты (ОК) и октадециламина (ОД). Изменяя количество №ОН, олеиновый кислоты и октадециламина удалось синтезировать наночастицы различной формы (рисунок 1.7).

На рисунке 1.7 В представлены наночастиц ЬаР3 с формой многогранника, они были синтезированы по схеме 1 ммоль №ОН / 6 ммоль ОК /14 ммоль ОД при температуре 300 °С. На рисунке 1.7 Б представлены наночастиц ЬаР3 с формой наностержней, они были синтезированы по схеме 2,5 ммоль №ОН / 6 ммоль ОК / 14 ммоль ОД при температуре 300 "С. На рисунке 1.7 Б представлены наночастиц ЬаБ3 с формой нанопластин, они были синтезированы по схеме 1,5 ммоль №ОН / 4 ммоль ОК /16 ммоль ОД при температуре 280 °С.

50 пш

Рисунок 1.7 - Фотографии РгР3 полученные с помощью НЯТЕМ [88].

Подводя итог рассмотрению имеющихся на данный момент сведений о свойствах наноразмерных структур, следует отметить, что, несмотря на колоссальное количество работ в данной области, остается еще множество неразрешенных вопросов и пробелов. Это может служить одним из обоснований актуальности данной научной работы.

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Алакшин, Егор Михайлович

Выводы

1) Экспериментально установлено наличие двух каналов релаксации 3Не в синтезированных наноразмерных образцах РгР3. Первый - релаксация о намагниченности ядер свободного Не (жидкого и газообразного) осуществляется

О л через адсорбированный слой Не. Второй канал релаксации Не за счет движения Не в квазипериодическом магнитном поле, обусловленном анизотропией намагниченности отдельных частиц образца ван-флековского парамагнетика РгР3.

2) По анализам спектров ЯМР и ЯПКР было установлено, что при переходе от микроразмерного порошка к наноразмерному спектры 141Рг значительно уширяются.

3) Методом ЯМР криопорометрии установлено наличие нанокластеров воды (1-2,3 нм) в синтезированных нанопорошках. Предложен механизм образования данных кластеров.

4) Исследована спиновая кинетика адсорбированного, газообразного и жидкого 3Не, находящегося в контакте с наноразмерными кристаллическими порошками ван-флековского парамагнетика РгБ3 и его диамагнитного аналога ЬаР3 при температуре 1,5 К методами ЯМР. Обнаружена корреляция параметров ядерной магнитной релаксации 3Не с размерами частиц образцов.

5) Методами ЯМР, ЯПКР и электронной микроскопии высокого разрешения экспериментально установлена реструктуризация наноразмерных образцов. С увеличение времени гидротермальной реакции количество дефектов в кристаллической решетке уменьшается, что в свою очередь приводит к увеличению времен релаксации и сужению спектров ЯМР.

6) Методом ЯМР в системе 3Не - нанопорошок РгР3 обнаружен эффект кросс релаксации между ядерными спин-системами 3Не и 141Рг.

В заключение, автор хотел бы поблагодарить научного руководителя -профессора М.С. Тагирова - за постановку задачи и всестороннюю поддержку в исследованиях, с.н.с. A.B. Клочкова - за помощь в проведении экспериментов, обсуждении экспериментальных данных и всестороннюю поддержку, профессора Н.Ф. Фаткуллина - за обсуждение экспериментальных результатов и ценные советы, C.JI. Кораблеву - за помощь при синтезе образцов, аспирантов P.P. Газизулина и A.C. Александрова, студентов Т.Р. Сафина, М.Ю. Захарова и A.M. Сабитову за помощь в проведении экспериментальных исследований, а также всех сотрудников кафедры КЭ и PC и лаборатории MPC за поддержку, участие и помощь во время проведения экспериментов и работы над диссертацией.

Публикации автора по теме диссертации

Статьи в ведущих научных журналах, входящих в перечень ВАК:

1) Alakshin, Е.М. The Hand-Made Pulse Nuclear Magnetic Resonance

• i

Spectrometer with Digital Quadrature Detection for He Research at Low Temperatures text] / E.M. Alakshin, R.R. Gazizulin, A.V. Klochkov, V.V. Kuzmin, A.M. Sabitova,

T.R. Safin, M.S. Tagirov //Magnetic Resonance in Solids. Electronic Journal - 2013

V.15- N.I.- 13104 (6 pp.).

2) Алакшин, E.M. Размерный эффект в системе «наночастицы PrF3 - 3Не» [текст] / Е.М. Алакшин, P.P. Газизулин, А.В. Клочков, C.J1. Кораблева, В.В. Кузьмин, A.M. Сабитова, Т.Р. Сафин, К.Р. Сафиуллин, М.С. Тагиров // // Письма в ЖЭТФ.- 2013.- Т.97.- В.10.- С.665-668.

3) Alakshin, Е. М. Experimental Proof of the Existence of Water Clusters in FullereneLike PrF3 Nanoparticles [text] / E.M. Alakshin, D.S. Blokhin, A.M. Sabitova, A.V. Klochkov, V.V. Klochkov, K. Kono, S.L. Korableva, M.S. Tagirov // JETP Letters.- 2012.- V.96.- N.3.- P. 194-196.

4) Alakshin, E. M. Spin kinetics of He-3 in contact with synthesized PrF3 nanoparticles [text] / E.M. Alakshin, R.R. Gazizulin, A.V. Egorov, A.V. Klochkov, S.L. Korableva, V.V. Kuzmin, A.S. Nizamutdinov, M.S. Tagirov, K. Kono, A. Nakao, and A.T. Gubaidullin // J. Low. Temp. Phys.- 2011.- V.162.- N.5/6 - P.645 - 652.

5) Alakshin, E.M. Nuclear Pseudoquadrupole Resonance of 141Pr in Van Vleck Paramagnet PrF3 [text] / E.M. Alakshin, A.S. Aleksandrov, A.V. Egorov, A.V. Klochkov, S.L. Korableva, and M.S. Tagirov // JETP Letters.- 2011.- V.-4-N.3.- P.259-261.

Статьи в других научных журналах:

6. Alakshin, Е.М., Development of various methods for PrF3 nanoparticles synthesis [электронный ресурс] / E.M. Alakshin, B.M. Gabidullin, A.T. Gubaidullin, A.V. Klochkov, S.L. Korableva, M.A. Neklyudova, A.M. Sabitova, M.S. Tagirov // arXiv:condmat.-201 l.-V.-l 104.-P.0208. - http://arxiv.Org/abs/l 104.0208.

Тезисы докладов и труды на научных конференциях:

1. Alakshin, Е.М. Synthesis of PrF3 nanoparticles for researching cross relaxation in contact with 3He [text] / E.M.Alakshin, A.V. Klochkov, S.L.Korableva, M.S. Tagirov // XII International Youth Scientific School "Actual problems of magnetic resonance and its application", Proceedings - 2009 - P.215.-216.

2. Алакшин, Е.М Разработка технологии синтеза наноразмерных кристаллических порошков PrF3 [текст]/ Алакшин Е.М, Клочков А.В., Кораблева С.Л., Кузьмин В.В., Сафиуллин К.Р., Тагиров М.С. // "Материалы X Международной научной конференции "Нанотех 2009".- 2009 .- С.268-275. о

3. Tagirov, M.S. Low temperature magnetism of system " He-PrF3 nanoparticles" [text] /M.S. Tagirov, E.M. Alakshin, R.R. Gazizulin, A.V. Egorov, A.V. Klochkov, S.L. Korableva, V.V. Kuzmin, A.S. Nizamutdinov, K. Kono, A. Nakao, A.T. Gubaidullin // XIII International Youth Scientific School "Actual problems of magnetic resonance and its application", Proceedings.- 2010 - P.37-40.

4. Tagirov, M.S. Spin kinetics of He-3 in contact with synthesized PrF3 nanoparticles [text] / M.S. Tagirov, E.M. Alakshin, R.R. Gazizulin, A.V. Egorov, A.V. Klochkov, S.L. Korableva, V.V. Kuzmin, A.S. Nizamutdinov, K. Kono, A. Nakao, and A.T. Gubaidullin // "QFS2010 International Symposium on Quantum Fluids and Solids" book of abstracts - 2010.- P. 152.

5. Tagirov, M.S. Low temperature magnetism of PrF3 single crystal, micro- and nanopowders [text] /M.S. Tagirov, E.M. Alakshin, A.S. Alexandrov, A.V. Egorov, R.R. Gazizulin, A.V. Klochkov, S.L. Korableva, V.V. Kuzmin, A.M. Sabitova // The 26th International Conference on Low Temperature Physics, Abstracts - 2011- P. 36.

6. Алакшин, E.M. ЯМР наноразмерных кристаллических порошков PrF3 / A.M. Сабитова, E.M. Алакшин, P.P. Газизулин, A.B. Клочков, C.JI. Кораблева, B.B. Кузьмин, М.С. Тагиров // 8-ая Зимняя молодежная школа-конференция "Магнитный резонанс и его приложения", Материалы конференции - 2011.- С. 111-113.

7. Alakshin, E.M. Synthesis of nanosized PrF3 powders and their low temperature magnetism study [text] / E.M. Alakshin, R.R. Gazizulin, A.T. Gubaidullin, A.V. Klochkov, S.L. Korableva, V.V. Kuzmin, A.M. Sabitova, M.S. Tagirov // XIV International Youth Scientific School "Actual problems of magnetic resonance and its application", Proceedings - 2011- P.46-49.

8. M. S. Tagirov, Magnetism of PrF3 nanoparticles at low temperatures [text] / M. S. Tagirov., E. M. Alakshin, A. S. Alexandrov, A. V. Egorov, A.V. Klochkov,S. L. Korableva, A. M. Sabitova // Resonances in condensed matter devoted to the centenary of Prof. S.A. Altshuler, Book of abstracts.- 2011.- P. 34.

9. Alakshin, E.M. NMR of 141Pr, 19F and 3He of PrF3 nanoparticles at low temperatures [text] / Alakshin E.M., Gazizulin R.R., Klochkov A.V., Korableva S.L., Kuzmin V.V., Sabitova A.M., Safin T.R., Safiullin K.R., Tagirov M.S. // XV International Youth Scientific School "Actual problems of magnetic resonance and its application", Proceedings - 2012,- P. 199-201.

10. Низкотемпературный магнетизм нанопорошков PrF3 / E.M. Алакшин, P.P. Газизулин, A.M. Сабитова, A.B. Клочков, C.JI. Кораблева, B.B. Кузьмин, Т.Р. Сафин, М.С. Тагиров // XXXI Совещание по физике низких температур, Санкт-Петербург-2 012 - С.35.

11. Klochkov, A.V. NMR of 3He in porous media [text] / Klochkov A.V., Alakshin E.M., Gazizulin R.R., Kuzmin V.V., Safiullin K.R., Tagirov M.S., Yudin A.N. // XV International Youth Scientific School "Actual problems of magnetic resonance and its application", Proceedings - 2012.- P.38-40.

Заключение

В данной главе: о

Была исследована спиновая кинетика Не в контакте с синтезированными наноразмерными образцами РгР3 и ЬаР3. Экспериментально установлены каналы релаксации 3Не в синтезированных наноразмерных образцах ЬаБ3 и РгР3. Экспериментально установлено наличие двух каналов релаксации 3Не. Первый -релаксация намагниченности ядер свободного 3Не (жидкого и газообразного)

3 3 осуществляется через адсорбированный слой Не. Второй канал релаксации Не реализуется за счет движения 3Не в квазипериодическом магнитном поле, обусловленном анизотропией намагниченности отдельных частиц образца ван-флековского парамагнетика РгР3.

•з

Методом ЯМР в системе Не - нанопорошок РгР3 обнаружен размерный эффект. Принимая во внимание, что размер частиц образца №1 в полтора раза меньше чем размер частиц образца №2 можно сделать вывод о наличии корреляции скорости релаксации продольной намагниченности ядер 3Не с размерами частиц образцов ван-флековского парамагнетика РгР3.

Методом ЯМР в системе 3Не - нанопорошок РгР3 обнаружен эффект кросс релаксации между ядерными спин-системами 3Не и |41Рг

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Алакшин, Егор Михайлович, 2013 год

Список цитируемой литературы

1. Ehrlich, D. М. Jr. Optically pumped Ce:LaF3 laser at 286 nm [text] / Ehrlich D.M., J., Moulton P.F., and Osgood R. // Opt. Lett.- 1980.- V.5.- P.339.

2. Weber, M.J. The role of lanthanides optical materials [text] / Weber M.J. // Lawrence Berkeley National laboratory. - 1995 - P.23.

3. Lezama, A. Energy up-conversion in the visible to ultraviolet range in LaF3:(Pr3+,Nd3+) [text] / Lezama A.// Phys. Rev. В.- 1986.-V.34.-P.8850-8856.

4. Xing, L. The quantitative analysis of magneto-optical properties in praseodymium trifluoride [text] / L. Xing, Ningao Zh., and Bin Yu. // J. Phys.: Condens. Matter.- 1994.- V.6.-P.453-460.

5. Rachford, F.J. Paramagnetic resonance and relaxation of Ce3+, Nd3+, Er3+, and Yb3+ in PrF3 [text] / Rachford F.J., Huang C.Y. // Phys. Rev. В.- 1971.- V.3.- P.2121-2125.

6. Kirkpatrick, S.M. Nonequilibrium-phonon-stimulated energy transfer in PrF3/ Kirkpatrick S.M., Dennis W.M., Yen W.M. [text] // Phys. Rev. В.- 1994.- V.49.-P.189-192.

7. Тагиров, M.C. О возможности динамической поляризации ядер с использованием диэлектрических ван-флековских парамагнетиков [текст] / Тагиров М.С., Таюрский Д.А. // Письма в ЖЭТФ.- 1995,- Т.61.- С.652-655.

8. Moller, Н.Е. Signal dynamics in magnetic resonance imaging of the lung with hyperpolarized noble gases [text] / H.E.Moller, X.J.Chen, M.S.Chawla, B.Driehuys, L.W.Hedlund, and G.A.Johnson // J.Magn. Res. -1998. - .135. -133.

9. Nacher, P.J. Magnetic Resonance Imaging: From Spin Physics to Medical Diagnosis / Nacher, P.J. // Quantum Spaces. - Birkhauser Verlag Basel - 2007.

10. Chapellier, M. Spin Polarization of Liquid 3He by Rapid Melting of Polarized Solid / M.Chapellier, G.Frossati, F.B.Rasmussen // Phys.Rev.Lett. -1979. - V.42. -P.904.

11. Frossati, G. Polarization of 3He, D2 and (eventually) 129Xe Using Low Temperatures and High Magnetic Fields [text] / G. Frossati // JLTP. - 1998. - V.l 11. - P.521-532.

12. Happer, W. Polarization of the nuclear spins of noble-gas atoms by spin exchange with optically pumped alkali-metal atoms [text] / W. Happer, E. Miron, S. Schaefer, D. Schreiber, W. A. van Wijngaarden, X. Zeng// Phys. Rev. A. - 1984.- V.29.-P.3092-3110.

13. Gentile, T. R. Demonstration of a compact compressor for application of metastability-exchange optical pumping of 3He to human lung imaging [text] / T. R. Gentile, G. L. Jones, A. K. Thompson, R. R. Rizi, D. A. Roberts, I. E. Dimitrov, R. Reddy, D. A. Lipson, W. Gefter, M. D. Schnall, J. S. Leigh // Magn. Reson. Med. -2000. - V.43. - Is.2 - P.290-294.

14. Abragam, A. / A. Abragam and M.Goldman // Rep. Prog. Phys - 1978. -41. -395.

15. Егоров, A.B. Обнаружение прямой магнитной связи ядер жидкого 3Не с ядрами 169Тт в кристалле этилсульфата тулия [текст] / Егоров А.В., Аухадеев Ф.Л., Тагиров М.С., Теплов М.А. // Письма в ЖЭТФ.- 1984.- Т.39.- С.480-482.

16. Егоров, А.В. Обнаружение магнитной связи ядер жидкого ЗНе с ядрами кристаллического порошка PrF3 [текст] / А.В. Егоров., Д.С. Ирисов, А.В. Клочков, А.В. Савинков, К.Р. Сафиуллин, М.С. Тагиров, Д.А. Таюрский, А.Н. Юдин // Письма в ЖЭТФ. - 2007,- 86., N.6, С.475-478.

17. Egorov, A.V. The Study of the System "Van Vleck Paramagnet PrF3 -Helium-3" [text] / A.V. Egorov., D.S. Irisov, A.V. Klochkov, K. Kono, V.V. Kuzmin, K.R. Safiullin, M.S. Tagirov, D.A. Tayurskii, A.N. Yudin // J. Phys.: Conf. Series. 2009. -150.-032019.

18. M. А. Теплов, Ядерный магнитный резонанс 141Рг в PrF3 [текст] / Теплов М. А., Большаков И. Г // Рукопись передана Казанским университетом. - Казань, 1979. - 19 с. -. Деп. В ВИНИТИ 10.04.1979, №127479.

19. Maximov, В. Space group, crystal structure and twinning of lanthanum trifluoride [text] / Maximov B. ,Schulz H. // Acta Cryst.- 1985,- V.41- P.88-91.

20. Lowndes, Optical phonons and symmetry of tysonite lanthanide fluorides [text] / Lowndes, R.P., Parrish, J.F., Perry, C.H. // Phys. Rev.- 1969.- V.182.- P.913-922.

21. Baumann, S.P.S. Lattice vibrations and structure of rare-earth fluorides [text] / Baumann, R.P. Porto // Phys. Rev.- 1967.- V.161- P.842-847.

22. Nielsen, L. Magnetic and structural properties of the Van Vleck [text] / Nielsen L. // Journal of the Less-Common Metals.- 1983.- V.94 - P.243-250.

23. Savinkov, A.V. Anisotropic magnetic susceptibility and crystal field analysis in the Van Vleck paramagnet PrF3 / A.V. Savinkov, D.S. Irisov,B.Z. Malkin, K.R. Safiullin, H. Suzuki, D.A. Tayurskii, M.S. Tagirov // Journal of Phys: Condensed Matter - 2006.-V.18.-N.27.-P.6337.

24. Сафиуллин, К.Р.Кросс-релаксационные эффекты в системе PrF3 - жидкий

л

Не / Сафиуллин К.Р., Юдин А.Н., Тагиров М.С. // Структура и динамика молекулярных систем, Выпуск Х - 2003.- С.319.

25. Джеффрис, К. Динамическая ориентация ядер / К. Джеффрис - М.: Мир, 1965.-320 с.

26. Ацаркин, В. А. Динамическая поляризация ядер в твердых диэлектриках / В. А. Ацаркин. - М.: Наука, 1980. - 196 с.

27. Гольдман, М. Спиновая температура и ЯМР в твердых телах - М., «Мир», 1972.

28. Bloembergen, N. Relaxation Effects in Nuclear Magnetic Resonance Absorption / N. Bloembergen, E. M. Purcell, R. V. Pound [text]// Phys. Rev. - 1948,- V. 73.-P. 679-712.

о

29. Fitzsimmons, W. A. Very Long Nuclear Spin Relaxation Times in Gaseous He by Suppression of He3-Surface Interactions [text] / W. A. Fitzsimmons and G. K. Walters // Phys. Rev. Lett. - 1967. - V.19. - P.943-946.

30. Fitzsimmons, W. A. Nature of Surface-Induced Nuclear-Spin Relaxation of Gaseous He [text] / W. A. Fitzsimmons, L. L. Tankersley, and G. K. Walters // Phys. Rev. - 1969. - V.179. - P. 156-165.

31. Newbury, N. R. Gaseous He magnetic dipolar spin relaxation [text] / N. R. Newbury, A. S. Barton, G. D. Cates, W. Happer, and H. Middleton // Phys. Rev. A. - 1993. - V.48. - P.4411-4420.

32. Romer, R. H. Nuclear spin relaxation in liquid He [text] / R. H. Romer // Phys. Rev. - 1959.-V.l 15.-P.1415-1421.

33. Romer, R. H. Nuclear spin relaxation in liquid He. II [text] / R. H. Romer// Phys. Rev. - 1960. - V. 117. - P. 1183-1187.

34. Abel, W. R. Low-temperature heat capacity of liquid 3He [text] / W. R. Abel, A.C.Anderson, W. C. Black, J. C. Wheatley// Phys. Rev. Lett. - 1965.-V.l5.-P.875-878.

35. Abel, W. R. Thermal equilibrium between liquid 3He and powdered cerium magnesium nitrate at very low temperatures [text] / W. R. Abel, A. C. Anderson, W. C. Black, J. C. Wheatley // Phys. Rev. Lett. - 1966. - V.l6. - P.273-275.

36. Wheatley, J. C. Experimental properties of liquid He near absolute zero [text] / J. C. Wheatley//Phys. Rev. - 1968. - V. 165. - P.304-309.

37. Leggett, A. J. On the anomalous CMN-3He thermal boundary resistance/ A. J. Leggett, M. Vuorio [text] // J. Low Temp. Phys. - 1970. - V. 3. - P. 359-376.

38. Black, W. C. Thermal resistance between powdered cerium magnesium nitrate and liquid helium at very low temperatures [text] / W. C. Black, A. C. Mota, J. C. Wheatley, J. H. Bishop, P. M. Brewster // J. Low Temp. Phys. - 1971. - V.4. - P.391-395.

39. Jutzler, M. Thermal resistance between cerium magnesium nitrate and liquid helium below 100 mK [text] / M. Jutzler, A. C. Mota // Physica - 1981. - V.107B. -P.553-554

40. Friedman, L. J. Surface relaxation of 3He on small fluorocarbon particles [text] / L.J.Friedman, P.J.Millet, R.C.Richardson// Phys. Rev. Lett. - 1981.-V.47.-P.1078-1081.

41. Friedman, L. J. Magnetic coupling of 3He with a fluorocarbon substrate [text]/ L. J. Friedman, T. J. Gramila, R. C. Richardson // J. Low Temp. Phys. - 1984. - V.55. -P.83-109.

о

42. Schuhl, A. High-field He-F interaction at the surface of fluorocarbon spheres [text] / A. Schuhl, F. B. Rasmussen, and M. Chapellier // J. Low. Temp. Phys. - 1984. -V.57. - P.483-499.

43. Schuhl, A. Production of enhanced liquid 3He magnetization by dynamic nuclear polarization [text] / A. Schuhl, S. Maegawa, M. W. Meisel, M. Chapellier // Phys. Rev. Lett. - 1985. - V.54. - P.1952-1955.

44. Chapellier, M. EPR studies on fluorocarbon microspheres. Dynamic polarization of fluorine nuclei and adsorbed He [text] / M. Chapellier, L. Sniadower, G. Dreyfus, H. Alloul, J. Cowen // J. Physique - 1984. - V.45. - P.1033-1038.

45. Swanson, D. R. NMR in pure He films on a Nuclepore substrate [text] / D. R. Swanson, D. Candela, D.O.Edwards// J. Low Temp. Phys. - 1988.- V.72 -P.213-239.

46. Солодовников, И. С. Взаимодействие спинов жидкого Не со спинами ядер 'Н на стенке [текст] / И. С. Солодовников, Н. В. Заварицкий // Письма в ЖЭТФ. -1992. - Т.56. - С.165-168.

47. Солодовников, И. С. Взаимодействие спинов жидкого Не и протонов воды на поверхности кремнезема [текст] / И. С. Солодовников, Н. В. Заварицкий // ЖЭТФ. - 1994. - Т. 106. - С.489-498.

48. Егоров, А. В. Ядерная магнитная релаксация жидкого 3Не в порах ориентированного порошка LiTmF4 [текст] / А. В. Егоров, О. Н. Бахарев, А. Г. Володин, С. Л. Кораблева, М. С. Тагиров, М. А. Теплов // ЖЭТФ. - 1990. -Т.97.-С.1175-1187.

49. Klochkov, А. V. NMR and AFM investigations of nanocavities on double fluoride rare earth crystal surface [text] / A. V. Klochkov, V. V. Naletov, M. S. Tagirov, D. A. Tayurskii, A. N. Yudin, R. Sh. Zhdanov, M. R. Zhdanov, A. A. Bukharaev, N. I. Nurgazizov // Appl. Magn. Reson. - 2000. - V.19. - P. 197-208.

50. Кузнецов, C.B. Неорганические нанофториды и нанокомпозиты на их основе [текст] / С.В. Кузнецов, В.В. Осико, Е.А. Ткаченко, П.П. Федоров // Успехи химии - 2006. -Т.75. - С.12.

51. Bednarkiewicz, A. Spectral properties of Eu3+ doped NaGdF4 nanocrystals [text] / Bednarkiewicz A., Mech A., Karbowiak M. // J. LUMIN. - 2005. - V.l 14. - P.247-254.

52. Sivakumar, S. Bright White Light through Up-Conversion of a Single NIR Source from Sol-Gel-Derived Thin Film Made with Ln3+-Doped LaF3 Nanoparticles [text] / S. Sivakumar, F. C. J. M. van Veggel, M. Raudsepp // J. Am. Chem. Soc. - 2005. - V.127 (36). - P.12464-12465.

53. Sudarsan, V. A general and convenient method for making highly luminescent solgel derived silica and alumina films by using LaF3 nanoparticles doped with lanthanide ions ( Er3+, Nd3+, and Ho3+) [text] / V. Sudarsan, S. Sivakumar, F.C.J.M van Veggel, M. Raudsepp // Chem. Mater. - 2005. - V.17. - P.4736-4742.

i I

54. Karbowiak, M. Structural and luminescent properties of nanostructured KGdF4:Eu synthesised by coprecipitation method [text] / Karbowiak M., Mech A., Bednarkiewicz A., Str?k W. // J. Alloys Compd. - 2004. - V.380. - P.321-326.

55. Kemnitz, E. Amorphous Metal Fluorides with Extraordinary High Surface Areas [text] / Kemnitz E., Gross U., Rüdiger S., Shekar, S.C. // Angew. Chem. Int. Ed. - 2003. -V.42.-P.4251-4254.

56. Murthy, J. K. FeF3/MgF2: novel Lewis acidic catalyst systems [text] / J. K. Murthy, U. Gross, S. Rüdiger, E. Kemnitz // Appl. Catal. A. - 2004. - V.278. -1.1. - P. 133-138.

57. Krahl, T. Amorphous Aluminum Bromide Fluoride (ABF) [text] / T. Krahl, E. Kemnitz // Angew. Chem. Int. Ed. - 2004. - V.43. - P.6653.

58. Murthy, J. K. Synthesis and characterization of chromium(III)-doped magnesium fluoride catalysts [text] / J. K. Murthy, U. Gross, S. Rüdiger, E. Ünveren, W. Unger, E. Kemnitz // Appl. Catal. A. - 2005. - V.282. - P.85.

59. Т.Ю. Глазунова, Дне. канд. хим. наук. МГУ, Москва. - 2005.

60. Fujihara, S. Sol-gel synthesis of inorganic complex fluorides using trifluoroacetic acid [text] /S. Fujihara, S. Ono, Y. Kishiki, M. Tada, T. Kimura // J. Fluorine Chem. -2000. - V.105.-I.1.-P.65.

61. Патент 0121235 США 2004.

62. Markovic, M. A Model System for Maximal Calcium Fluoride Uptake [text] / M. Markovic, S. Frukhtbeyn, S. Takagi, L.C. Chow // American Dental Association Health Foundation. Gaithersburg, MD, USA.- 2002.

63. Cross, K.J. NMR studies of a novel calcium, phosphate and fluoride delivery vehicle-alpha(Sl)-casein(59-79) by stabilized amorphous calcium fluoride phosphate nanocomplexes [text] / Cross K.J., Huq N.L., Stanton D.P., Sum M., Reynolds E.C. // Biomaterials. -2004. - V.25 - P.5061.

64. Prentice, L.H. The effect of ytterbium fluoride and barium sulphate nanoparticles on the reactivity and strength of a glass-ionomer cement [text] / Prentice L.H., Tyas M.J., Burrow M.F. // Dental Materials. - 2006. - V.22. - P.746.

65. Thangadurai, P. Raman studies in nanocrystalline lead (II) fluoride [text] / P. Thangadurai, S. Ramasamy, R. Kesavamoorthy // J. Phys.: Condens. Matter. - 2005. -V.17.-P.863-874.

66. Puin, W. Frequency dependent ionic conductivity in nanocrystalline CaF2 studied by impedance spectroscopy [text] / Puin, W.; Heitjans, P. // Nanostruct. Mater. - 1995. - V.6. - P.885.

67. Bureau, B. NMR investigation of mechanically milled nanostructured GaF3 powders [text] / B. Bureau, H. Guerault, G. Silly, J. Y. Buzare, J. M. Greneche // J. Phys.: Condens. Matter. - 1999.- V.l 1. -P.423-431.

68. Guerault, H. Microstructural modelling of nanostructured fluoride powders prepared by mechanical milling [text] / H. Guerault, J.M. Greneche // J. Phys.: Condens. Matt. - 2000. - V. 12. -P.4791-4798.

69. Королева, T.C. Радиолюминесцентные свойства крупноразмерных, волоконных и наноразмерных кристаллов NaF-U [text] / T.C. Королева, М.М. Кидибаев, Б.К. Джолдошов, Ch. Pedrini, В. Hautefeuille, К. Lebbou, О. Tillement, J.M. Fourmigue, Б.В. Шульгин, A.H. Черепанов, В.И. Соломонов, М. Г. Иванов // Физика тв. тела. - 2005. - Т.47. - С.1417.

70. Fujihara, S. Phase-Selective Pyrolysis and Pr3+ Luminescence in a YF3.Y2O3 System from a Single-Source Precursor [text] / S. Fujihara, S. Koji, Y. Kadota, T.

Kimura // Journal of the American Ceramic Society. - 2004. - V.87. - 1.9. - P. 16591662.

71. Lezhnina, M.M. Rare earth ions in porous matrices [text] / M.M. Lezhnina, H. Katker, U. H. Kynast // ФТТ. -2005. - V.47. -1.8. - P. 1423.

72. Awakumov, E.M. Soft Mechanochemical Synthesis: a Basis for New Chemical Technologies [text] / Awakumov E., M. Senna, N. Kosova.// Kluwer Academic Publishers, Boston. - 2001.

73. Lu, J. Mechanochemical Synthesis of Nano-sized Complex Fluorides from Pair of Different Constituent Fluoride Compounds [text] / J. Lu, Q. Zhang, F. Saito // Chem. Lett. - 2002. - V.31. -1.12. - P.l 176.

74. Lee, J. Mechanochemical Synthesis of Lanthanum Oxyfluoride from Lanthanum Oxide and Lanthanum Fluoride [text] / J. Lee, Q. Zhang, F. Saito // J. Am. Ceram. Soc. -2001.-V.84.-P.863.

75. Lee, J. Synthesis of nano-sized lanthanum oxyfluoride powders by mechanochemical processing [text] / J. Lee, Q. Zhang, F. Saito // Journal of Alloys and Compounds. - 2003. - V.348. - P.214.

76. Lee, J. Mechanochemical Syntheses of Perovskite KMnF3 with Cubic Structure (M11 = Mg, Ca, Mn, Fe, Co, Ni, and Zn) [text] / J. Lee, H. Shin, J. Lee, H. Chung, Q. Zhang, F. Saito // Materials Transactions. - 2003. - V.44. -1.7. - P.1457.

77. Rywak, A. A. Sol-Gel Synthesis of Nanocrystalline Magnesium Fluoride: Its Use in the Preparation of MgF2 Films and MgF2-Si02 Composites [text] / A. A. Rywak, J. M. Burlitch // Chem. Mater. - 1996. - V.8. - P.60-67.

78. Патент 1 008 555 B9, Европа 1999.

79. Fujihara, S. Formation of LaF3 microcrystals in sol-gel silica [text] / S. Fujihara, C. Mochizuki, T. Kimura // J. Non-Cryst. Solids, 1999. - V.244. - P.267.

80. Fujihara, S. Sol-Gel Synthesis of Silica-Based Oxyfluoride Glass-Ceramic Thin Films: Incorporation of Eu3+ Activators into Crystallites [text] / S. Fujihara, T. Kato, T. Kimura // J. Am. Ceram. Soc. - 2001. - V.84. - P.2716.

81. Biswas, A. Upconversion properties of a transparent Er3+-Yb3+ co-doped LaF3-Si02 glass-ceramics prepared by sol-gel method [text] / A. Biswas, G.S. Maciel, C.S. Friend, P.N. Prasad // Journal of Non-Crystalline Solids. - 2003. - V.316. - P.393.

82. Sobolev, B.P. The Rare Earth Trifluorides. Pt.l 1 The High-temperature chemistry of the Rare Earth Trifluorides. Institut d'Estudis Catalans, Barcelona. - 2000.

83. Бацанова, JI.P. Изучение двойных фторидов Р.З.Э. натрия (калия) [текст] / JI. Р. Бацанова, JI. М. Янковская, JI. В. Лукина // Журн. неорган, химии. - 1972. -Т. 17. -В.5. - С.1258-1262.

84. Narasimha, K.R. Growth and X-ray study of NaYF4 crystals [text] / K. R. Narasimha, M. A.H. Shareef, N. Pandaraiah // Journal of Materials Science Letters. -1983. - V.2. - P.83-84.

85. Shareefuddin, Md. Thermally stimulated depolarization current studies in sodium-and barium-doped potassium yttrium fluoride [text] / Md. Shareefuddin, M. Narasimha Chary // Journal of Alloys and Compounds. - 1995. - 218. - 1, 121.

86. Wang, X. Rare-Earth-Compound Nanowires, Nanotubes, and Fullerene-Like Nanoparticles: Synthesis, Characterization, and Properties [text] / Xun Wang, Yadong Li// Chem. Eur. J. -2003. -V.9. -P.5627-5635.

87. Ma, L. Microwave-assisted hydrothermal synthesis and characterizations of PrF3 hollow nanoparticles [text] / Lin Ma, Wei-Xiang Chen, Yi-Fan Zheng, Jie Zhao, Zhude Xu // Materials Letters -2007. - V.61. - P.2765.

88. Bao, L. Controlled synthesis of uniform LaF3 polyhedrons, nanorods and nanoplates using NaOH and ligands / L. Bao, Z. Li, Q. Tao, J. Xie, Y. Mei, Y. Xiong // Nanotechnology. - 2013. - V.24. - P.145604.

89. Michal, C. A. A high performance digital receiver for home-built nuclear magnetic resonance spectrometers / C. A. Michal, K. Broughton, E. Hansen // Rev. Sci. Instrum. - 2002. - V.73. - P.453.

90. Петров, Ю.И. Кластеры и малые частицы / Ю.И. Петров- М.: Наука, 1986.

91. Egorov, A.V. NMR powder spectra in case of strong quadrupole interaction [text] / Egorov A.V., I.R. Mukhamedshin, H.Suzuki // Physica В -2003. - V.329. - P.1397.

92. Lowe, I.S. Density-matrix derivation of the spin-diffusion equation [text] / I.S. Lowe, S. Gade // Phys. Rev. -1967. -V.156. -N.3.

93. Хуцишвили, Г.Р. Спиновая диффузия и ядерная магнитная релаксация в кристалле, содержащем магнитную примесь [текст]// УФН. -1968. -Т.96. -С.441.

94. Fukushima, Е. Experemental Pulse NMR A Nuts and Bolts approach [text] / Fukushima E., Roeder S.B.W. // Addison-Wesley. -1981. -P.198.

95. Zhang, W. First Direct Measurement of the Spin Diffusion Rate in a Homogenous Solid [text] / W. Zhang, D. G. Cory // Phys. Rev. Lett. - 1998. -V. -80. -N.6.

96. Eberhardt, W. Direct Observation of Nuclear Spin Diffusion in Real Spase [text] / W.Eberhardt, S. Mouaziz, G. Boero, J. Brugger, H. Meier // Phys. Rev. Lett. -2007. -V.99. - P.227603.

97. Warnock, J. Geometrical Supercooling of Liquids in Porous Glass [text]/ J. Warnock, D. D. Awschalom, M. W. Shafer // Phys. Rev. Lett. - 1986. - V. 57, P.1753-1756.

98. Beau, J. Studies of nano-structured liquids in confined geometries and at surfaces [text] / J. Beau W. Webber Progress in Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy. -2010.-V. 56. -N.l. - P.78-93.

99. Alakshin, E. M. Spin kinetics of He-3 in contact with synthesized PrF3 nanoparticles [text] / E.M. Alakshin, R.R. Gazizulin, A.V. Egorov, A.V. Klochkov, S.L. Korableva, V.V. Kuzmin, A.S. Nizamutdinov, M.S. Tagirov, K. Kono, A. Nakao, and A.T. Gubaidullin // J. Low. Temp. Phys. - 2011. - V. 162. - N. 5/6. - P.645-652.

100. Cowan, B.P. Nuclear magnetic relaxation in adsorbed helium-3 monolayers and other two-dimensional systems [text]/ B.P. Cowan// J. Phys. С - 1980 - V.13 - P.4575-4599.

101. Cowan, B.P. Anomalous nuclear spin relaxation of adsorbed helium-3 [text] / B.P. Cowan//J. Low Temp. Phys. - 1983 - V.50 - P.132-145.

102. Фаткуллин, Н.Ф. Спиновая релаксация и диффузное затухание амплитуды спинового эха частицы, двигающейся в случайном гауссовом поле [текст] / Фаткуллин Н.Ф. // ЖЭТФ. -1992. - Т. 101 - С. 1561.