Исследование 3He в аэрогелях методом ЯМР

• Автор: Кузьмин, Вячеслав Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 104 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Г Л А В А 1 ОБРАЗЦЫ И АППАРАТУРА

1.1 Образцы

1.2 Экспериментальная установка

Г Л А В А 2 СПИНОВАЯ КИНЕТИКА ЖИДКОГО

3Не В АЭРОГЕЛЯХ

2.1 Свойства 3Не в аэрогелях при низких

и сверхнизких температурах

2.1.1 Магнитные свойства 3Не в условиях

ограниченной геометрии

2.1.2 Ядерная магнитная релаксация 3Не в условиях ограниченной геометрии
2.2 Ядерная магнитная релаксация жидкого 3Не в аэрогеле
2.2.1 Экспериментальное исследование спиновой
кинетики 3Не в аэрогеле
2.2.2 Спиновая кинетика жидкого 3Не в “магнитном” аэрогеле
2.3 Выводы
Г Л А В А 3 МЕТАСТАБИЛЬНЫЕ СОСТОЯНИЯ И ТЕРМАЛИЗАЦИЯ АДСОРБИРОВАННЫХ СЛОЕВ 3Не В АЭРОГЕЛЯХ
3.1 Методы исследования процессов термализации 3Не и метастабильные состояния 3Не в аэрогелях

3.2 Экспериментальное исследование термализации Не в аэрогеле
3.3 Метастабильные состояния в адсорбированных слоях 3Не на поверхности аэрогелей
3.4 Выводы

Г Л А В А 4 ПРОЦЕССЫ АДСОРБЦИИ 3Не В АЭРОГЕЛЯХ
4 Л Физическая адсорбция 3Не при низких температурах
4.2 Экспериментальное определение энергий адсорбции 3Не в аэрогелях
4.3 Выводы
Заключение
Публикации автора по теме диссертации
Список цитируемой литературы

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования. Исследование процессов происходящих на границе твердого тела и жидкого 3Не является актуальной задачей современной физики низких температур. Впервые необычные эффекты на границе твердого тела и Не были наблюдены Абелем - было обнаружено аномально малое тепловое сопротивление (сопротивление Капицы) на границе разделов жидкого 3Не и церий магниевого нитрата [1,2]. Данные работы послужили толчком к исследованию процессов происходящих на границе разделов твердое тело - жидкий 3Не. В качестве субстратов для исследований использовались различные пористые среды и кристаллические порошки. В ходе этих исследований были изучены магнитные свойства адсорбированных слоев 3Не на поверхности твердого тела и выявлены причины выше упомянутого аномально малого теплового сопротивления на границе разделов жидкий 3Не - твердое тело, а именно была обнаружена возможность существования магнитных взаимодействий
; г 'з
между спинами (электронными или ядерными) некоторых твердых тел и Не,
Ь {
находящегося в различных фазах (адсорбированной или жидкой). Более того данные взаимодействия возможно использовать для динамической поляризации ядерных спинов 3Не посредством накачки спинов твердого тела (см. например [3,4]).
Аэрогели, в которых существуют парамагнитные центры (например, индуцированные рентгеновским излучением) могут являться модельными системами для исследования процессов взаимодействия спинов 3Не со спинами твердого тела. Данное направление исследований является
интересным с точки зрения решения проблемы динамической поляризации

жидкого Не с помощью твердотельных субстратов.

г 0 (МГц)
Рисунок 2.2 - Частотная зависимость Т ядер 3Не в порошкообразном аэрогеле: о-адсорбированный 3Не, - адсорбированный и жидкий 3Не,
7М,5 К.
Напротив, времена спада поперечной намагниченности во всех фазах 3Не в аэрогеле от частоты ЯМР практически не зависят (рисунок 2.3 и рисунок 2.4). Слабая частотная зависимость Т2 жидкого 3Не в нитевидном и порошкообразном аэрогеле объясняется скорее всего диффузионным затуханием сигнала спинового эха в неоднородном поле постоянного магнита.
Как видно (рисунок 2.1 и рисунок 2.2) времена релаксации 7) ядер 3Не адсорбированных слоев на поверхности двух типов аэрогелей, имеющих одинаковый химический состав отличаются примерно на порядок величины.