Mössbauerův spektrometr

Mössbauerův jev je založen na bezodrazové jaderné emisi a rezonanční absorbci záření γ ve vzorku. Záznam Mössbauerových spekter je založen na měření intenzity záření γ společně s přesným kontrolovaným pohybem radioaktivního zdroje.
Mössbauerova spektroskopie umožňuje určit a kvantifikovat fázové složení látek (amorfní, nano-krystalické); dále umožňuje určit valenční a spinové stavy zkoumaných atomů, rozlišit strukturní pozice atomů, určit magnetické stavy a lokální konfiguraci magnetických momentů atomů; určit magnetické vlastnosti zahrnující teplotní a magnetické přechody; studovat mechanismy a kinetiky reakcí v pevné fázi, fázové transformace.

Lze také měřit teplotní a polní závislosti těchto vlastností. Jedná se o analytický nástroj pro výzkum materiálů obsahujících specifická jádra (převážně Fe a dále Sn, Au, Ni, Zn, Eu …) formou lokální sondy jejich bezprostředního okolí. Mössbauerova spektroskopie je výrazně prvkově selektivní a umožňuje identifikovat požadované složky, i když se v materiálu vyskytují ve velmi malém množství.

Použijí-li se při studiu například kryostaty nebo vysokoteplotní pícky, je možné analyzovat vzorky za různých podmínek, jako třeba za nízkých teplot (například od 1;5 do 300 K) a za vysokých teplot (například až do 1 000 °C, s možností volby reaktivní nebo inertní atmosféry), nebo aplikovat vnější magnetické pole (například až do 8 T, v režimu nízkých teplot).

Vzorky mohou být jak ve formě prášku, tak tenkých vrstev či plátků. Je-li potřeba analyzovat větší
a objemné vzorky, které například nelze „zničit“, je výhodné použít mössbauerovskou metodu s odrazovou geometrií.

Transmisní Mössbauerův spektrometr, 5–300 K, RT–600 °C (nízkoteplotní, pokojový, vysokoteplotní)

Transmisní Mössbauerova spektroskopie (TMS, Transmission Mössbauer Spectroscopy) se využívá k analýze vzorků procházejícím zářením, tedy v geometrii přímé, kdy jsou zářič, vzorek a detektor v jedné ose. Vzorek může být ve formě vrstvy prášku, nebo tenkého plíšku či nanesené vrstvy na podkladě nepohlcujícím záření γ požadované energie. Snahou je volit tloušťku vzorku tak, aby nedocházelo k rozšíření čáry vlivem mnohonásobného rozptylu a současně aby absorpce ve vzorku byla co možná maximální.

Mössbauerův spektrometr ve zpětném rozptylu, RT (pokojový)

Mössbauerova spektroskopie v geometrii zpětného rozptylu mössbauerovského záření (BMS, Backscattering Mössbauer Spectroscopy) se využívá ke studiu ke studiu tenkých filmů a fázového složení povrchů. Vzhledem k energetickým ztrátám během absorpce záření ve zkoumaném materiálu je hloubka, ze které lze získat informaci o materiálu cca 10 μm.

Formou zakázkových měření nabízíme:

  • strukturní, fázovou a magnetickou charakterizaci železo obsahujících vzorků metodou transmisní MS
    • prvkově selektivní (Fe, Sn) stanovení a kvantifikace fázového složení vzorků včetně amorfních a nanokrystalických
    • stanovení valenčních a spinových stavů atomů železa, odlišení strukturních pozic atomů železa, posouzení stechiometrie, kationtových substitucí
    • určování magnetického stavu a lokálního uspořádání magnetických momentů atomů
  • měření teplotních závislostí
    • určování magnetických vlastností včetně teplot magnetických přechodů
    • studium mechanismu a kinetiky reakcí v pevné fázi, fázových transformací

Parametry měření

  • prvky - izotopy: železo - 57Fe, alternativně  cín - 119Sn
  • rozsah rychlostní osy: až ±20 mm/s, max. nelinearita 0,1 %

Podmínky měření

  • teplotní rozsahy: 5 až 300 K, pokojová teplota až 600 °C
  • charakter vzorků: prášek, plíšky, fólie...; objemné vzorky, odlitky, minerály...
  • speciální módy po dohodě - např. odrazová metoda pro studium (koroze) povrchu velkých bloků do hloubky cca 10 µm, měření v inertní atmosféře, apod.