Effect of phase and time coupling on NMR relaxation rate by random walk in phase space
本文通过相空间随机游走模型研究相位—时间耦合对 NMR 弛豫速率的影响,引入耦合常数修正角频率与谱密度,所得弛豫时间可成功拟合实验数据。
2023-04-04 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Steady state effects introduced by local relaxation modes on J-driven DNP-enhanced NMR
本文重新审视了J驱动动态核极化(JDNP)提案,引入局部振动模式弛豫和核Larmor频率量级耦合双自由基等新条件,发现三重态-单重态交叉弛豫可使核极化增强在稳态下持续存在。
2023-08-04 physics.chem-ph
Temperature dependence of 7Li NMR relaxation rates in Li3InCl6, Li3YCl6, Li1.48Al0.48Ge1.52(PO4)3 and LiPS5Cl
无机固态电池电解质显示出高的离子电导率,并且使得能够制造所有固态电池。在这项工作中,我们提出了四种固态电池电解质(Li 3 InCl 6(LIC),Li 3 YCl 6(LYC),www.example.com(PO 4)3(LAGP)和LiPS 5 Cl(LPSC))的7 Li核磁共振(NMR)的自旋-晶格弛豫时间(T1),自旋-自旋弛豫时间(T2)和共振线宽的温度依赖性Li1.48Al0.48Ge1.52在233 MHz的7 Li共振频率下从173 K到403 K,以及在291 MHz的7 Li共振频率下从253 K到353 K。此外,我们测量了自旋晶格弛豫率在一个有效的7 Li共振频率为133 kHz,使用自旋锁定脉冲序列在253 K至353 K的温度范围内。在LPSC中,~ 7 Li NMR弛豫与Bloembergen-Pound-Purcell(BPP)偶极核NMR弛豫理论一致。在LIC,LYC和LAGP中,BPP理论没有描述我们测量的温度范围和频率的NMR弛豫速率。所呈现的NMR弛豫数据有助于提供Li在四种固态电池电解质中扩散的全貌。
2023-03-22 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Reducing bias in the analysis of solution-state NMR data with dynamics detectors
核磁共振(NMR)在宽范围的相关时间上对动力学敏感。最近,我们已经表明,通过拟合到一个关联函数与少量的指数项的弛豫速率的分析可以产生一个有偏见的表征分子运动在固态NMR,由于有限的灵敏度的实验数据的相关时间的某些范围。我们介绍了一种替代方法的基础上'检测器'在固态NMR,检测器的响应特性的相关时间的范围内的运动,并减少潜在的偏见所造成的使用简单的模型的运动关联函数。在这里,我们表明,类似的偏见可以发生在溶液状态的NMR弛豫数据的分析。因此,我们已经适应了检测器的方法,以解决状态NMR,特别是分离整体翻滚运动的内部运动和占横向弛豫的化学交换的贡献。我们证明,当整体运动和内部运动在统计上独立时,内部蛋白质运动可以用检测器描述。我们说明了检测器分析泛素与典型的弛豫数据集记录在一个单一的或在多个高磁场,并与无模型分析的结果进行比较。我们还比较了我们的方法,LeMaster的动态分析方法。
2019-05-21 physics.chem-ph
Spin-isomer conversion of water at room temperature, and quantum-rotor-induced nuclear polarization, in the water-endofullerene H$_2$O@C$_{60}$
水以对位和邻位两种形式存在,它们具有不同对称性的核自旋状态。在这里,我们报告的转换富勒烯封装的对位水邻水。通过材料的电极化率的变化来监测低温下对位水的富集。在材料快速溶解于甲苯中时,过量的对位水转化为邻位水。在H $_2{}^{16}$ O@C $_{60}$中,转化导致NMR信号缓慢增加。在H $_2{}^{16}$ O@C $_{60}$中,转换引起归因于量子转子诱导的核自旋极化的弱信号增强。对于水的$^{16}$ O-同位素体,在环境温度溶液中富勒烯包封的水的自旋异构体转化的时间常数估计为30 $\pm$ 4 s,对于$^{17}$ O同位素体,估计为16 $\pm$ 3 s。
2018-02-02 physics.chem-ph
Intermittent molecular motion and first passage statistics for the NMR relaxation of confined water
通过分子动力学模拟和首次返回通过时间计算,将受限流体微观参数与NMR弛豫率R1关联,仅用统计力学概念预测和解释界面分子弛豫。
2025-01-29 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
Molecular dynamics simulations of $^1$H NMR relaxation in Gd$^{3+}$--aqua
用原子分子动力学模拟方法研究了在25 ℃下水从顺磁性Gd $^{3+}$离子的$^{\circ}$弛豫过程.从Gd $^{3+}$ H偶极-偶极自相关函数计算的$T_1$弛豫度色散函数$r_1$的模拟在$f_0 \simeq $ 5 $\leftrightarrow$ 500 MHz范围内的测量值的$\simeq 8$ \%内一致,在模拟的解释中没有任何可调参数,并且没有任何弛豫模型。模拟结果的Solomon-Bloembergen-Morgan内球弛豫模型的上下文中进行了讨论,和Hwang-Freed外球弛豫模型。低于$f_0 \lesssim $ 5 MHz时,与用于估计零场电子自旋弛豫时间的测量值相比,模拟高估了$r_1$。模拟显示了在用于临床MRI的螯合Gd $^{3+}$造影剂中以高频率预测$r_1$的潜力。
2021-07-08 physics.chem-ph physics.med-ph
Inhibited, Explosive and Anisotropic Relaxation in a Gas of Molecular Super-Rotors
最近,已经开发了几种飞秒激光技术,这些技术能够在非常短的时间内使气体分子达到极快的旋转,同时保持它们的平移运动完整且相对缓慢。我们研究了这种新状态的分子气体的碰撞平衡动力学,并发现它遵循一个显着的通用方案。达到平衡的途径始于一个持久的亚稳态“陀螺阶段”,在此过程中,分子通过多次碰撞保持其快速旋转和角动量的方向。被抑制的旋转-平移弛豫的特征在于分子角分布中的持续各向异性,并且表现为持久的光学双折射和气体中的各向异性扩散。经过一定的诱导时间后,"陀螺阶段"突然终止的自加速爆炸旋转平移能量交换导致气体走向最终的热平衡。我们通过对几种常见线性分子(如N_2、O_2和CO_2)组成的气体中超转子的直接分子动力学模拟来说明我们的结论。
2015-03-10 physics.chem-ph physics.optics
$^1$H-NMR Dipole-Dipole Relaxation in Fluids: Relaxation of Individual $^1$H-$^1$H Pairs versus Relaxation of Molecular Modes
分子流体的分子内$^1$ H-NMR偶极-偶极弛豫传统上在NMR分子内弛豫的Bloembergen-Purcell-Pound(BPP)理论内解释。BPP理论利用德拜的理论来描述$^1$ H- $^1$ H对的旋转扩散,并预测不同自旋对之间的$^1$ H- $^1$ H偶极-偶极自相关函数的单指数衰减。使用分子动力学(MD)模拟,我们表明,对于这两个$n$ -庚烷和水,这是不是这种情况。特别地,单个$^1$ H- $^1$ H分子内对的自相关函数本身表现出丰富的拉伸指数行为,这意味着旋转相关时间的分布。然而,对于高对称性分子新戊烷,单个$^1$ H- $^1$ H分子内对确实符合BPP描述,表明分子对称性在帮助与BPP模型一致方面的重要作用。$n$ -庚烷、水和新戊烷的分子间自相关函数也不允许单个$^1$ H- $^1$ H分子间对在不同的初始分离下的单指数行为。我们建议将自关联函数按分子模式展开,其中分子模式确实具有指数弛豫行为。小心,由此产生的第一类Fredholm积分方程可以反演,以恢复分子模式的概率分布。这种方法的优点和局限性。
2020-09-13 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Molecular Dynamics Simulations of NMR Relaxation and Diffusion of Bulk Hydrocarbons and Water
分子动力学(MD)模拟用于研究$^1$核磁共振(NMR)弛豫和本体$n$-C PDMATHABMOH $_{12}$向$n$-C $_{17}$ H $_{36}$烃和本体水的扩散. MD模拟的$^1$ H NMR弛豫时间$T_{1,2}$在快速运动制度,其中$T_1 = T_2$同意测量(脱氧)$T_2$数据在环境条件下,没有任何可调参数的模拟数据的解释。同样,使用模拟配置计算的平移扩散$D_T$系数与环境条件下测量的扩散数据相关性良好。预测和实验测量的NMR弛豫时间和扩散系数之间的协议也验证了模拟中使用的力场。分子模拟自然地将分子内偶极-偶极相互作用与分子间偶极-偶极相互作用分开,有助于对作为分子链长(即碳数)的函数的两种NMR弛豫机制进行新的了解。比较MD模拟结果的两个弛豫机制与传统的硬球模型用于解释NMR数据揭示了后者的重要局限性。随着链长的增加,有很大的偏差的分子大小推断的回转半径的基础上,从模拟和拟合的硬球半径需要合理化的弛豫时间。这种偏差是NMR测量的局部性质的特征,其被分子模拟很好地捕获。
2017-01-02 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
NMR Spin-Rotation Relaxation and Diffusion of Methane
利用分子动力学模拟研究了甲烷(CH $_4$)在宽范围的密度$ρ$和温度$T$下,跨越液相、超临界相和气相的自旋-旋转扩散系数$D_T$和自旋-旋转对$^1$ H NMR弛豫时间$T_{1J}$的贡献.模拟的$D_T$同意与测量,没有任何可调参数的解释模拟。发展了一种计算非刚性球分子角速度的极小化方法,并利用该方法模拟了自旋-转动相互作用的自相关函数$G_{\!J}(t)$。随着$D_T$的增加(即$ρ$的减少),$G_{\!J}(t)$显示出与硬球的朗之万理论预测的单指数衰减的增加的偏差,并且使用$G_{\!J}(t)$的逆拉普拉斯变换来量化偏差。$T_{1J}$是使用气体动力学模型“km”($T_{1J}^{km}$)和液体扩散模型“dm”($T_{1J}^{dm}$)从$G_{\!J}(t)$导出的。在较高的$D_T$下,$T_{1J}^{km}$与$T_1$测量结果显示出更好的一致性,而在较低的$D_T$下,$T_{1J}^{dm}$与$T_1$测量结果显示出更好的一致性。在高$D_T$下,显示$T_{1J}^{km}$主导MD模拟的$^1$ H- $^1$ H偶极-偶极弛豫$T_{1RT}$,而在低$D_T$下发现相反的情况。在高$D_T$下,模拟的自旋-转动关联时间$τ_J$与气体动力学碰撞时间$τ_K$一致,由此推导出一个新的关系式$1/T_{1J}^{km} \pr…
2018-02-27 physics.chem-ph
Effect of Nano-Confinement on NMR Relaxation of Heptane in Kerogen from MD Simulations and Measurements
富含干酪根的页岩储层将在能量转换过程中发挥关键作用,但纳米约束对干酪根中烃类的NMR弛豫的影响知之甚少。我们使用原子分子动力学模拟研究纳米限制对干酪根中庚烷的$^1$ H NMR弛豫时间$T_1$和$T_2$的影响。在$T_1$的情况下,我们发现的重要作用,限制在减少$T_1$由$\sim$ 3个数量级从散装庚烷,与测量庚烷溶解在干酪根从Kimmeridge页岩,没有任何模型或自由参数。在$T_2$的情况下,我们发现,限制打破空间各向同性,并产生残余偶极耦合,减少$T_2$由$\sim$ 5个数量级从散装庚烷。我们使用模拟的$T_2$来校准表面弛豫率,从而预测干酪根中有机纳米孔的孔径分布,而无需额外的实验数据。
2022-12-05 cond-mat.soft physics.chem-ph
Molecular Dynamics Simulations of NMR Relaxation and Diffusion of Heptane Confined in a Polymer Matrix
NMR表面弛豫和限制在干酪根纳米孔中的轻质烃的大的$T_1$ / $T_2$比率背后的机制仍然知之甚少,因此引起了很多争论。为了使这个问题的分子尺度的分辨率,我们提出了分子动力学(MD)模拟$^1$ H NMR弛豫和扩散的庚烷在聚合物基体中,其中的高粘度聚合物是一个模型的油母岩和沥青,提供了一个有机的“表面”庚烷。我们计算了聚合物基质中庚烷的$^1$ H- $^1$ H偶极-偶极相互作用的自相关函数$G(t)$,并使用该自相关函数生成作为$ϕ_{C7}$的函数的$T_1$和$T_2$弛豫时间的NMR频率($f_0$)依赖性。我们发现,增加分子限制增加了庚烷分子的相关时间,从而降低了庚烷在聚合物基体中的表面弛豫时间。对于弱约束($ϕ_{C7} > 50$ vol%),我们发现$T_{1S}/T_{2S} \simeq 1$ .在强约束($ϕ_{C7} \lesssim $ 50体积%),我们发现,比例$T_{1S}/T_{2S} \gtrsim 4$增加,减少$ϕ_{C7}$,和分散关系$T_{1S} \propto f_0$是一致的,与以前报道的聚合物和沥青的测量。沥青中的这种频率依赖性先前已归因于顺磁性,但我们的研究表明,由有机纳米孔限制增强的$^1$ H-$^1$ H偶极-偶极相互作用主导饱和富含有机物的页岩中的NMR响应,而不需要调用顺磁性。
2020-01-21 physics.bio-ph physics.chem-ph
Ionic-liquid-like local structure in $LiNO_3-Ca(NO_3)_2-H_2O$ as studied by ion and solvent nuclei NMR relaxation
测量了$13mLiNO_3-6,5mCa(NO_3)_2-H_2O$三元体系中水($^1H$和$^{17}O$)、阴离子($^{14}N$)和两种阳离子($^7Li$,$^{43}Ca$)的弛豫速率。数据分析揭示了系统结构由两个主要的带电单元组成:[Li(H $_2$ O)$_4$ ] $^+$和[Ca(NO $_3$)$_4$ ] $^{2-}$。因此该体系呈现无机离子液体样结构。
2010-11-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.chem-ph
Local NMR Relaxation of Dendrimers in the Presence of Hydrodynamic Interactions
我们研究了流体动力学相互作用对树枝状大分子链段取向弛豫的作用。在Zimm框架中考虑了动力学。结果表明,包括节段的取向之间的相关性起着重要作用的节段的流动性,这表明在NMR弛豫函数本身。由于流体动力学相互作用,段的重定向动力学的增强对于内部段更为显著。这种效应在降低的谱密度$ωJ(ω)$中是明显的,当考虑到流体动力学相互作用时,其最大值向更高频率移动。
2017-06-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Elucidating the $^1$H NMR relaxation mechanism in polydisperse polymers and bitumen using measurements, MD simulations, and models
对于多分散聚合物和沥青,$T_1$的$^1$ H NMR频率依赖性和$T_2$的粘度依赖性背后的机制仍然难以捉摸。我们阐明的问题,通过NMR弛豫测量的多分散聚合物在一个扩展的频率范围($f_0 = 0.01 \leftrightarrow$ 400 MHz)和粘度($η= 385 \leftrightarrow 102,000$ cP)使用$T_{1}$和$T_2$在静态领域,$T_{1}$场循环弛豫,和$T_{1ρ}$在旋转框架。我们占的异常行为的对数平均弛豫时间$T_{1LM} \propto f_0$和$T_{2LM} \propto (η/T)^{-1/2}$与$^1$ H偶极-偶极弛豫的唯象模型,其中包括分布在分子相关时间和内部运动的非刚性聚合物分支。我们发现,该模型也占异常$T_{1LM}$和$T_{2LM}$在以前报道的沥青测量。我们发现,分子动力学(MD)模拟的$T_{1} \propto f_0$分散体和$T_2$的类似的聚合物在一个范围内的粘度($η= 1 \leftrightarrow 1,000$ cP)的模拟与测量和模型是在良好的协议。$T_{1} \propto f_0$在高粘度下的分散体与先前报道的限制在聚合物基质中的庚烷的MD模拟一致,这表明粘性多分散流体和限制下的流体之间存在共同的NMR弛豫机制,而不需要调用顺磁性。
2020-03-04 cond-mat.soft physics.chem-ph
NMR surface relaxivity in a time-dependent porous system
我们证明了一个意想不到的衰减恢复行为的时间依赖性$^{1}\mathrm{H}$ NMR弛豫时间的水限制在水合多孔材料。我们的观察是合理的,考虑材料孔径减小和不断变化的界面化学,这有利于表面限制和扩散限制的弛豫制度之间的过渡的综合影响。这种行为需要实现随时间变化的表面弛豫,突出潜在的警告,在经典的解释NMR弛豫数据从复杂的多孔系统。
2023-03-24 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.chem-ph
Computing the Frequency-Dependent NMR Relaxation of $^1$H Nuclei in Liquid Water
本文提出一种基于Hwang和Fread理论结合MD模拟的计算框架,可靠确定自旋1/2核子的频率依赖型NMR偶极-偶极弛豫率,并校正有限尺寸效应与边界条件偏差,发现TIP4P/2005模型在极端窄化极限下对11H核分子间贡献被低估了。
2023-12-06 cond-mat.soft physics.chem-ph
Quadrupolar $^{23}$Na$^{+}$ NMR Relaxation as a Probe of Subpicosecond Collective Dynamics in Aqueous Electrolyte Solutions
核磁共振弛豫法是一种提取动态信息的有力工具。然而,对于通过四极机制弛豫的许多离子,获得与分子运动的联系是具有挑战性的,所述四极机制由电场梯度波动介导并且缺乏详细的微观描述。对于钠离子在电解质水溶液中,我们结合从头算计算来解释电子云效应与经典的分子动力学采样长时间的波动,并获得在宽的浓度和温度范围内与实验吻合良好的弛豫速率。我们证明,四极核弛豫对以前基于水重新取向或团簇旋转的模型未捕获的亚皮秒动力学敏感。虽然离子影响整体的水阻滞,实验趋势主要是解释动力学的前两个溶剂化壳钠,其中主要含有水。因此,这项工作铺平了道路,定量了解电解质和生物电解质系统中的四极松弛。
2022-12-26 cond-mat.soft physics.chem-ph
When Theory Meets Experiment: What Does it Take to Accurately Predict $^1$H NMR Dipolar Relaxation Rates in Neat Liquid Water from Theory?
本研究利用CCMD轨迹和核量子效应计算液态水$^1$H NMR弛豫速率,通过重新平衡旋转与平移动力学,实现了与实验数据的近乎完美吻合。
2024-11-20 cond-mat.soft physics.chem-ph
Theory and modeling of molecular modes in the NMR relaxation of fluids
针对流体NMR弛豫中多指数自相关导致的反常弛豫色散问题,提出基于统计力学的分子模式理论,通过Fokker-Planck方程特征展开建模偶极对演化,并经分子动力学模拟验证了理论预测的特征值。
2024-01-06 cond-mat.soft physics.chem-ph
NMR relaxation rates of quadrupolar aqueous ions from classical molecular dynamics using force-field specific Sternheimer factors
四极核的核磁共振(NMR)弛豫受其位置处的电场梯度(EFG)涨落的控制。在经典的分子动力学(MD)中,电子云对EFG的贡献可以通过Sternheimer近似包括在内,其中可以使用量子DFT计算的核处的完整EFG被认为与外部经典电荷分布所产生的EFG成比例。在这项工作中,我们系统地评估的Sternheimer近似的质量,以及在无限稀释的水四极离子的NMR弛豫速率的经典力场(FF)的影响。特别是,我们比较使用从头算参数化的可极化FF,最近开发的经验FF与缩放的离子电荷和一个简单的经验非可极化FF与正式的离子电荷获得的速率。令人惊讶的是,所有三个FF认为产生良好的值的速率较小和较不极化的溶质,提供了一个模型特定的斯特恩海默参数化。然而,极化和缩放电荷FF产生更好的估计二价和更极化的物种。我们发现,量子和经典的EFG之间的线性关系持有以及在所有的情况下考虑,但是,这样的近似往往会导致相当大的误差,在所得的EFG方差,这是直接成比例的计算速率。我们试图通过包括一阶非线性校正的EFG,以减少错误,但没有明显的改善所产生的方差已经found.The后者的结果表明,更精细的方法,用于确定在离子位置的EFG,特别是那些考虑到周围的离子的瞬时原子环境,可能是必要的,以系统地提高在经典MD的NMR弛豫速率估计。
2021-09-24 cond-mat.soft physics.chem-ph
Role of Internal Motions and Molecular Geometry on the NMR Relaxation of Hydrocarbons
利用分子动力学(MD)模拟的自相关函数,研究了烃类中$T_{1,2}$ H NMR弛豫时间的内部运动和分子几何结构对$G_T(t)$ H NMR弛豫时间的影响.我们发现,增加分子对称性的分子,如新戊烷,苯,异辛烷显示更好的协议与传统的硬球模型比其相应的直链$n$ -烷烃,此外,球形对称的新戊烷同意与斯托克斯-爱因斯坦理论。通过模拟刚性$n$ -烷烃并与柔性(即非刚性)$n$-烷烃进行比较,研究了内部运动对$n$ -烷烃动力学和$T_{1,2}$弛豫的影响.内部运动导致的旋转和平移相关时间$τ_{R,T}$得到显着缩短和松弛时间$T_{1,2}$得到显着延长,特别是对于长链$n$ -烷烃。$^1$ H's沿链的逐位点模拟表明,$τ_{R,T}$和$T_{1,2}$在整个链上存在显著变化,尤其是对于长链$n$ -烷烃。拉伸(即多指数)衰减的自相关函数$G_{R,T}(t)$的程度进行量化使用逆拉普拉斯变换,刚性和柔性分子,并在一个网站的网站。$T_{1,2}$测量与逐点模拟的比较表明,交叉弛豫(部分)平均了长链$n$ -烷烃链上$τ_{R,T}$和$T_{1,2}$的变化。这项工作也有影响的作用,纳米孔限制的NMR弛豫的有机质孔的油母岩和沥青的流体。
2018-01-23 physics.bio-ph physics.chem-ph
Magic Angle Spinning Effects on Longitudinal NMR Relaxation: 15N in L-Histidine
研究通过盐酸 L-组氨酸一水合物和甘氨酸考察魔角旋转对纵向 15N NMR 弛豫的影响,发现旋转共振可使咪唑环氮弛豫降低近三个数量级。
2023-11-03 physics.chem-ph quant-ph
Water as a Levy rotor
推导了描述定长原子-原子矢量作为Lévy转子的角演化的概率密度函数,该函数只包含两个动力学参数:Lévy参数$α$和旋转时间常数$τ$ . Lévy参数$α\!<\!2$表示异常(非布朗)运动。水在298 K下的分子动力学模拟验证了水的分子内$^1$ H- $^1$ H动力学的概率密度函数。水的旋转动力学被发现是近似布朗在亚皮秒的时间间隔,但变得越来越反常,在较长的时间,由于氢键断裂和重整。旋转时间常数位于$8 \! < \! τ\! < \! 11$ 1,ps的范围内。Lévy转子模型用于估计由于偶极$^1$ H-- $^1$ H相互作用对纵向核磁共振弛豫速率$R_{1,{\rm intra}}$的分子内贡献。结果表明,在室温下,$R_{1,{\rm intra}}$对水的总弛豫速率有$65\,\pm 7$ %的贡献.
2021-09-14 cond-mat.other physics.chem-ph
The Peculiar Size and Temperature Dependence of Water Diffusion in Carbon Nanotubes studied with 2D NMR Diffusion-Relaxation D-T2eff Spectroscopy
众所周知,疏水纳米通道内的水比本体水扩散得更快。最近的理论研究表明,这种增强依赖于疏水纳米通道的大小。然而,缺乏这种依赖性的实验证据。本文结合超导磁体杂散场中二维核磁共振(NMR)扩散弛豫D-T2 eff谱和分子动力学(MD)模拟,分析了265 ~ 305 K温度范围内不同直径(1.1 ~ 6.0 nm)碳纳米管(CNTs)中水动力学的尺寸依赖性.根据碳纳米管的直径,纳米管水被证明是解决在两个或更多个管状组件获得不同的自扩散系数。最值得注意的是,一个有利的碳纳米管直径范围3.0-4.5 nm的实验验证的第一次,其中在中心的碳纳米管的水分子动力学表现出明显的非阿耳忒弥斯行为,其特征在于超快扩散和非凡的脆弱性,在努力了解疏水纳米通道中的水行为的一个重要结果。
2020-01-21 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.chem-ph
Estimation of Domain Size in Nano Ferroelectrics from NMR T1 Measurements
研究了有序-无序铁电体中I=3/2四极自旋体系由于畴壁引起的自旋晶格弛豫,提出了一种测量纳米铁电体畴宽的通用方法。基于电极化的强度在从一个畴向另一个畴移动时经历螺旋取向的事实,假设在低温下,由于畴壁中的电极化的强度可能容易重新取向,畴壁处和附近的自旋经历弛豫,即使畴主体中的这种弛豫几乎已经停止。存在于畴内的自旋通过最近邻相互作用通过自旋扩散过程将磁化转移到畴壁而经历弛豫。速率方程的自旋人口形成代表铁电畴由一个一维链的等距自旋具有偶极耦合。自旋布居计算作为时间的函数为不同比例的四极偶极跃迁概率的样品进行选择性射频脉冲。用畴宽和四极与偶极跃迁几率比导出了自旋-晶格弛豫时间T_1的表达式。结果表明,对于正常晶粒尺寸的晶体,只要已知自旋晶格弛豫时间T1,就可以估算出磁畴宽度。结果具有普遍性,适用于任何具有纳米尺寸畴和自旋I=3/2核的有序无序铁电体。
2008-02-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.chem-ph