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第四章 穆斯堡尔效应 第四章 穆斯堡尔效应 第四章 穆斯堡尔效应 第四章 穆斯堡尔效应 第四章 穆斯堡尔效应 第四章 穆斯堡尔效应 第四章 穆斯堡尔效应 第四章 穆斯堡尔效应 第四章 穆斯堡尔效应 §3.3 穆斯堡尔谱仪 它包括四个基本部分，即放射源、速度驱动装置(包括电子控制器)，射线探测器及数据采集系统。谱仪框图如图。 原子核与周围环境（壳层上的电子、配位体电荷）间的作用很小，可对核能级产生一个微扰（10-12—10-5eV）。直接测量出核能级的这些变化，及使用最灵敏、分辨率最高的探测器也难以实现，而Moss.谱仪则能胜任这项工作。 第四章 穆斯堡尔效应 第四章 穆斯堡尔效应 ▲ 穆斯堡尔谱仪原理 第四章 穆斯堡尔效应 第四章 穆斯堡尔效应 第四章 穆斯堡尔效应 第四章 穆斯堡尔效应 厂家：英国牛津公司 , 型号：OXFORD-MS-500 价格：人民币 22万元 (1985) 速度：0-600， 温度：78K-300K, 300K-1000K 主要功能及应用范围：主要功能是无机物及络合物结构分析，有机结构分析，晶体结构与相变分析，铁氧化物中铁Fe原子价态、Fe原子德拜温度测定。Eu化物中Eu原子价态、Eu原子德拜温度检测。应用于物理学，化学，材料，地质，生物等领域 第四章 穆斯堡尔效应 厂家：德国 WISSEL 型号： WISSEL 价格：人民币 29万元 (2002) 速度：0-600， 温度：77K---室温 可用于投射及背射穆斯堡尔谱的测定 主要用于分析物质中元素的价态,配合环境及磁相互作用其微观结构信息 第四章 穆斯堡尔效应 发射型穆斯堡尔光谱仪Transmission Mossbauer Spectroscopy (15K- 600K) 。带有Ranger传感器的流动型低温保持器系统。 第四章 穆斯堡尔效应 1. 放射源 S 常用一种会衰变到穆斯堡尔核激发态的母核扩散在金属晶体中制成穆斯堡尔源。核衰变过程可以是电子俘获（如57Co）、同质异能跃迁（如119Sn）等。 测含铁样品的穆斯堡尔透射谱用57Fe核第一激发态退激所放射的14.4keV的?射线。为了使源反射的?射线是单色的，通常选用非磁性的、具有立方晶系结构的金属（如Cu,Pt,Pd,Rh等）作衬底，而且要求衬底金属有较高的德拜温度，以提高其无反冲分数f。 第四章 穆斯堡尔效应 57Co的衰变纲图 第四章 穆斯堡尔效应 2. 吸收体 A —样品。含有与源相同的、但处于基态的穆斯堡尔核。样品的制备有一定的要求，一般制成薄片，厚度要适合。对57Fe的透射样品，根据天然铁5—15mg。对粉末样品试样，可加入少量原子序数低的材料如可溶性淀粉、氧化硼，混合均匀加压制成直径为15—20mm圆形薄片。对金属或合金根据其含铁量可算试样厚度，一般在10—40μm之间。 另外在一些研究中，为了得到样品在一些特殊条件下的结构信息，即在所谓现场研究中，常常需要对样品施加如高压、低温、磁场、高压等条件，这就需要相应的外部设备。 对于不含Moss.同位素的材料，可将某种合适的同位素人为地引入所要研究的材料，作为微探针进行间接研究，可扩大Moss。技术的应用范围。 第四章 穆斯堡尔效应 3. 速度驱动装置 电磁驱动器是由两个磁钢系统组成。在一个磁钢系统的磁隙中安放驱动线圈，在另一个磁钢系统的磁隙中安放拾波线圈（速度测量线圈）。当有驱动电流经过驱动线圈时，线圈运动。由于驱动线圈和拾波线圈之间用硬管连接，则拾波线圈也以同样的速度运动。在拾波线圈上产生感生电动势 V=-Blv ，其中B为磁感应强度。可以看到，运动速度与感生电动势成正比。 第四章 穆斯堡尔效应 如果用拾波信号与理想的三角波进行反相比较，其差误信号经放大后加到驱动线圈上，这样形成一个速度自动跟踪于三角波的系统。安装在线圈连杆上的放射源的运动速度也按三角波规律变化。在三角波上升的半周期内速度和时间成正比。如果使多道分析器工作在时间分析状态，在三角波的每个起始点，穆斯堡尔谱仪给出一个使多道道步进开始的起始脉冲，那么不同道址的计数脉冲就相应不同速度时透过样品的γ光子数。 当放射源沿直线运动时，由于多普勒效应γ光子所获得的补充能量 ＋v表示放射源朝向吸收体运动，-v表示相反方向的运动。当放射源运动到某一速度时，γ光子能量正好等于样品中核能级能量时，产生共振吸收，透过样品的γ光子数减少。 第四章 穆斯堡尔效应 第四章 穆斯堡尔效应 4 . 探测器 射线探测器主要有三种：闪烁探测器、正比计数器和半导体探测器。它们也都用于穆斯堡尔辐射的探测。对它们怎样选择，主要取决于所用的穆斯堡尔同位素。对于E?20KeV的?射线，正比计数器的分辨率比闪烁探测器好得多