Original title:
Vliv substituce kationtů na hyperjemné interakce v magnetitu
Translated title:
Influence of cationic substitution on hyperfine interactions in magnetite
Authors:
Řezníček, Richard Document type: Rigorous theses
Year:
2012
Language:
eng Abstract:
[eng][cze] The subject matter of the present work is a study of a series of single crystal samples of magnetite with substitutions of zinc and titanium by means of the NMR method. Ions of the zinc substitution Zn2+ replace a part of ferric ions at tetrahedral (A) sites, while the titanium ions Ti4+ occupy octahedral (B) sites replacing iron ions Fe2.5+ . Hyperfine interactions and local electronic structure are sensitive to the presence of substitution. The case when the valence of the substitution ion is different from that of the replaced ion is of a particular interest. Resonance frequencies of nuclei in the neighbourhood of the substitution are shifted due to the modified hyperfine field, thus satellite lines can be observed in NMR spectra. Temperature dependences of spectra above the Verwey transition were measured in a zero external magnetic field. Additionally, NMR spectra were also acquired at the temperature of 4.2 K. Temperature dependences of frequencies of main lines and satellite signals in the spectra above the Verwey transition were constructed and compared to the data for pure magnetite and magnetite with other substitutions and with cationic vacancies. Furthermore, variations of widths of A lines against the temperature above the Verwey transition were found and discussed.Tématem předložené práce je studium souborů monokrystalických vzorků magnetitu se substitucemi zinku a titanu metodami NMR. Ionty substituce zinku Zn2+ nahrazují část železitých iontů v tetraedrických (A) pozicích, zatímco ionty titanu Ti4+ obsazují oktaedrické (B) pozice nahrazujíce ionty železa Fe2.5+ . Hyperjemné interakce a lokální elektronová struktura jsou citlivé na přítomnost substituce. Obzvláště zajímavý je případ, když valence iontů substituce je odlišná od valence nahrazovaného iontu. Resonanční frekvence jader v okolí substituce jsou posunuty v důsledku změněného hyperjemného pole, je tedy možné pozorovat satelitní čáry ve spektrech NMR. Teplotní závislosti spekter nad Verweyovým přechodem byly měřeny v nulovém vnějším magnetickém poli a byla také změřena spektra NMR při teplotě 4,2 K. Sestavené teplotní závislosti frekvencí hlavních čar a satelitních signálů ve spektrech nad Verweyovým přechodem byly porovnány s daty pro čistý magnetit a magnetit s dalšími substitucemi a kationtovými vakancemi. Dále byly nad Verweyovým přechodem nalezeny a diskutovány změny šířek A čar s teplotou.
Keywords:
electronic structure; magnetite; NMR; Ti substitution; Zn substitution; elektronová struktura; magnetit; NMR; substituce Ti; substituce Zn
Institution: Charles University Faculties (theses)
(web)
Document availability information: Available in the Charles University Digital Repository. Original record: http://hdl.handle.net/20.500.11956/61029