Nukleare Festkörperphysik: Kernphysikalische Meßmethoden Und Ihre Anwendungen

ISBN-13: 9783519130796 / Niemiecki / Miękka / 1992 / 329 str.

Gunter Schatz; Alois Weidinger

Opis

Das vorliegende Buch uber "Nukleare Festkorperphysik" soll der zuneh menden Bedeutung dieses Gebietes in Forschung und Lehre insbesondere in Deutschland Rechnung tragen. Bei Vorlesungen, die wir seit meh reren Jahren an der Universitat Konstanz durchfuhren, mussten wir fest stellen, dass es eine einheitliche Darstellung des Gebietes der nuklearen Festkorperphysik bisher nicht gibt. Durch die Vorlage dieses Buches woll ten wir diesem Mangel abhelfen. In diesem Buch werden verschiedene kernphysikalische Messmethoden beschrieben und durch Anwendungsbeispiele aus der Festkorperphysik untermauert. Das Buch ist gedacht als begleitendes Lehrbuch zu einer Vorlesung uber nukleare Festkorperphysik oder angewandte Kernphysik, als Lekture zur Vorbereitung von Seminaren und von Versuchen im Fort geschrittenenpraktikum und als Einstiegslekture in eines der behandel ten Forschungsgebiete. Der grosse Zuspruch, den das Buch sowohl bei den Lehrenden wie auch bei den Studenten gefunden hat, zeigt uns, dass das zugrundeliegende Konzept richtig ist und fur die nun vorliegende 2. Auflage keine ein schneidenden Veranderungen notwendig sind. Als ein Mangel war aller dings empfunden worden, dass der Bereich der Ionenstrahlanalytik in der 1. Auflage ausgespart worden war. Wir haben dieser Kritik jetzt durch Hinzufugung eines Kapitels uber dieses Thema Rechnung getragen. Ausserdem wurden in einigen Kapiteln die Anwendungsbeispiele aktuali siert und naturlich Druckfehler korrigiert."

Spis treści

1 Einleitung.- 2 Elektromagnetische Eigenschaften und Zerfall von Atomkernen.- 2.1 Das magnetische Kerndipolmoment.- 2.2 Das elektrische Kernquadrupolmoment.- 2.3 Der ?-Zerfall des Kern.- 2.4 Nachweis von ?-Strahlung.- 3 Hyperfeinwechselwirkung.- 3.1 Magnetische Wechselwirkung.- 3.2 Elektrische Wechselwirkung.- 4 Mößbauer-Effekt.- 4.1 Methode.- 4.2 Der Debye-Waller-Faktor.- 4.3 Mößbauer-Quellen und Meßapparatur.- 4.3.1 Mößbauer-Quellen.- 4.3.2 Mößbauer-Apparatur.- 4.4 Isomerieverschiebung.- 4.4.1 Isomerieverschiebung und chemische Wertigkeit.- 4.4.2 Valenzfluktuationen.- 4.5 Elektrische Quadrupolwechselwirkung.- 4.6 Magnetische Dipolwechselwirkung.- 4.6.1 Magnetisches Hyperfeinfeld im Inneren von Eisen.- 4.6.2 Magnetisches Hyperfeinfeld an der (110)-Oberfläche von Eisen.- 4.7 Quadratischer Doppler-Effekt.- 5 Gestörte ?-?-Winkelkorrelation (PAC).- 5.1 Theorie der ungestörten ?-?-Winkelkorrelation.- 5.1.1 Naive Theorie.- 5.1.2 Allgemeine Theorie.- 5.2 Theorie der gestörten ?-?-Winkelkorrelation.- 5.3 Berechnung des Störfaktors für Spezialfälle.- 5.3.1 Magnetische Dipolwechselwirkung.- 5.3.2 Elektrische Quadrupolwechselwirkung.- 5.4 PAC-Quellen und Meßapparatur.- 5.4.1 PAC-Quellen.- 5.4.2 Meßapparatur.- 5.4.3 Elektronische Geräte für die Zeitmessung.- 5.5 Elektrische Feldgradienten in nicht-kubischen Metallen.- 5.6 Atomare Defekte in Metallen.- 5.7 Adsorbatplätze auf Oberflächen.- 5.8 Innere Magnetfelder in ferromagnetischen Substanzen.- 5.9 Integrale gestörte Winkelkorrelation (IPAC) und transiente Magnetfelder in Ferromagneten.- 6 Magnetische Kernresonanz (NMR).- 6.1 Methode 121 6.2 Klassische Behandlung der NMR (Bloch-Gleichungen).- 6.3 Experimentelle Anordnungen.- 6.3.1 Stationäre Methode.- 6.3.2 Lock-in-Verstärker.- 6.3.3 Gepulste Kernresonanz.- 6.3.4 Spin-Echo-Methode.- 6.4 Chemische Verschiebung.- 6.5 Knight-Shift in Metallen.- 6.6 Spin-Gitter-Relaxation.- 6.6.1 Spin-Gitter-Relaxation durch Bewegung.- 6,6.2 Spin-Gitter-Relaxation in Metallen: Korringa-Relation.- 6.7 NMR mit radioaktiven Kernen und Selbstdiffusion in Metallen.- 7 Kernorientierung (NO).- 7.1 Methode.- 7.2 Experimentelle Anordnung.- 7.2.1 3He/4He-Mischkryostat.- 7.2.2 Radioaktive Quellen für die Kernorientierung.- 7.2.3 Magnetische Kernresonanz an orientierten Kernen (NMR/NO).- 7.3 Hyperfeinfelder.- 7.4 Spin-Gitter-Relaxation bei tiefen Temperaturen.- 8 Myon-Spin-Rotation (?SR).- 8.1 Methode.- 8.2 Experimentelle Anordnung.- 8.2.1 Myonenstrahl.- 8.2.2 Meßapparatur.- 8.3 Innere B-Felder in magnetischen Substanzen.- 8.4 Diffusion des positiven Myons.- 8.4.1 Linienverengung durch Bewegung.- 8.4.2 Einfang an Gitterdefekten.- 8.4.3 Diffusionsmodelle.- 8.5 Myonium in Halbleitern.- 8.5.1 Normales Myonium.- 8.5.2 Zeeman-Bereich (schwaches Magnetfeld).- 8.5.3 Paschen-Back-Bereich (starkes Magnetfeld).- 8.5.4 Allgemeine Lösung.- 8.5.5 Präzession des µ+-Spins im Myonium.- 9 Positronenvernichtung.- 9.1 Methode.- 9.2 Positronenquellen und Meßanordnungen.- 9.2.1 Positronenquellen.- 9.2.2 Meßanordnungen.- 9.3 Annihilationswinkelkorrelation und Fermi-Impuls von Leitungselektronen in Metallen.- 9.4 Lebensdauer des Positrons und Gitterdefekte in Metallen.- 10 Neutronenstreuung.- 10.1 Eigenschaften des Neutrons und Produktion von Neutronenstrahlen.- 10.2 Nachweis von Neutronen.- 10.3 Theorie der Neutronenstreuung.- 10.3.1 Streuung an einem Atomkern.- 10.3.2 Neutronenstreuung an kondensierter Materie.- 10.4 Elastische Neutronenstreuung.- 10.5 Quasielastische Neutronenstreuung.- 10.6 Inelastische Neutronenstreuung.- 11 Ionenstrahlanalytik.- 11.1 Rutherford-Rückstreuung (RBS).- 11.1.1 Kinematischer Faktor.- 11.1.2 Wirkungsquerschnitt für Rutherford-Streuung.- 11.1.3 Energieverlust in Materie.- 11.1.4 Beschleunigung und Nachweis von geladenen Teilchen.- 11.1.5 Experimente an dünnen Filmen.- 11.1.6 Nachweis der elastisch gestreuten Rückstoßatome (ERDA).- 11.2 Gitterführung.- 11.2.1 Gitterplatzbestimmung von Fremdatomen in Kristallen.- 11.2.2 Epitaktisches Wachstum.- 11.3 Analyse mittels Kernreaktionen (NRA).- 11.3.1 Messung von Wasserstoff-Tiefenprofilen mit der 15N-Metode.- 11.3.2 Interdiffusion von Poymeren detektiert mit der 2H(3He,4He)1H Kernreaktion.- 11.3.3 Zusammenstellung einiger Kernreaktionen für die NRA-Methode.- A.2 Sphärische Tensoren.- A.3 Wigner-Eckart-Theorem.- A.4 Weiterführende Literatur zu den einzelnen Kapiteln.- A.5 Literaturverzeichnis.