Vibrační spektroskopie jaderné rezonance - Nuclear resonance vibrational spectroscopy

Vibrační spektroskopie jaderné rezonance je synchrotron - technika založená na sondách úrovně vibrační energie. Technika, často nazývaná NRVS, je specifický pro vzorky, které obsahují jádra, na která reagují Mössbauerova spektroskopie, nejčastěji železo. Metoda využívá vysoké rozlišení, které nabízejí synchrotronové světelné zdroje, což umožňuje rozlišení jemné vibrační struktury, zejména těch vibrací, které jsou spojeny s polohou Fe centra (center).[1][2] Tato metoda je populárně aplikována na problémy v bioanorganická chemie,[3] věda o materiálech, a geofyzika. Novým aspektem této metody je schopnost určit 3D trajektorii atomů železa ve vibračních režimech, což poskytuje jedinečné posouzení přesnosti předpovědi DFT.[4] Jiná jména pro tuto metodu zahrnují jaderný nepružný rozptyl (NIS), jaderný nepružný absorpční (NIA), jaderný rezonanční nepružný rentgenový rozptyl (NRIXS) a Phononův Mössbauerův efekt.

Experimentální nastavení

Schéma synchrotronu, který poskytuje dopadající rentgenové paprsky pro tuto techniku.

V experimentálním uspořádání jsou rentgenové paprsky uvolňovány z paprsku částic undulátorem; monochromátor s vysokým rozlišením produkuje paprsek s malou energetickou disperzí (obvykle 1,0 meV). Vzorek je ozářen fotony zvolenými kolem rezonance Mössbauerova izotopu a jsou poskytnuty další informace pro konkrétní izotop. Typické parametry pro experimentální skenování jsou –20 meV pod rezonanční energií bez zpětného rázu a +100 meV nad ní. Počet skenů (často zaznamenávaných po dobu 5 sekund každých 0,2 meV) závisí na množství Mössbauer -aktivní jádra ve vzorku. Počet fotonů absorbovaných vzorkem při jakékoli vlnové délce se měří detekcí fluorescence emitované z excitovaného atomu lavinou fotodiodový detektor. Výsledné surové spektrum obsahuje rezonanci s vysokou intenzitou, která odpovídá jaderně excitovanému stavu sondovaného jádra. U objemových vzorků tato technika detekuje přirozené množství 57Fe. U mnoha zředěných nebo biologických vzorků je vzorek často obohacen 57Fe.

Reference

  1. ^ E. E. Alp, W. Sturhahn, T. S. Toellner, J. Zhoa, M. Hu, D. E. Brown. „Studie vibrační dynamiky pomocí neelastického neelastického rentgenového rozptylu“ Hyperjemné interakce 144/145: 3–20, 2002.
  2. ^ Alp, E.E .; Sturhahn, W .; Toellner, T. S .; Zhao, J .; Hučení.; Brown, D. E., „Vibrační dynamické studie pomocí nukleárního rezonančního neelastického rentgenového rozptylu,“ v Mössbauer Spectroscopy, P. Gütlich, B. W. Fitzsimmons, R. Rüffer a H. Spiering, Eds. 2003, Springer Nizozemsko. doi:10.1007/978-94-010-0045-1_1
  3. ^ W. R. Scheidt, S. M. Durbin, J. T. Sage, „Nukleární rezonanční vibrační spektroskopie - NRVS“, J. Inorg. Biochem. 2005, roč. 99, 60-71. doi: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, „Probing Vibrational Anisotropy with Nuclear Resonance Vibrational Spectroscopy“, Angew. Chem. Int. Vyd. 2010, svazek 49, str. 4400-4404. doi:10,1002 / anie.201000928