Введение к работе
Актуальность проблемы. Спин-решеточная релаксация -~ одно из важнейших явлений в магнитном резонансе. Будучи сравнительно хорошо теоретически и экспериментально изученной в области высоких температур, спин-решеточная релаксация слабее изучена в области температур кТ *» ш (ш - зеемановская частота спина во внешнем магнитном поле) и еще меньше - в области температур лы_ 2 кТ г txdL (ul - частота локального поля, порождаемого спин-спиновыми взаимодействиями). Это отчасти связано с тем, что соответствующие темпе-
рвтуры ДО *Н«діііііІвГО Бр~!.^ШТ fW!W "wn!lnj-*iMwHi«Mibnw - .іОДССППГ".', ".
также с большими принципиальными и техническими ї'рудноіл.їми з раз работке соответствующей теории., Однако, в последние годы экспериментальные работы продвинулись в указанную температурную область, и поэтому построение соответствующей теории спин-решеточной релаксации Для пространственно-регулярных и магаиторазбавленных твердых тел представляется актуальным.
Целью'данной работы является теоретическое исследование спин-решеточной релаксации' спиновых систем в пространственно-регулярных и магниторазбавленных твердых телах при произвольно низких температурах зеемановской подсистемы спинов и умеренно низких температурах подсистемы спин-спиновых взаимодействий, а также теоретическое изучение влияния спин-решеточной релаксации на насыщение спиновой системы переменным магнитным полем в магниторазбавленных твердых телах в указанной температурной области.
Научная новизна результатов определяется тем, что впервые последовательно изучена спин-решеточная релаксация в пространственно-регулярных и магниторазбавленных твердых телах при произвольно низких температурах зеемановской подсистемы спинов и начальном этапе охлаждения резервуара спин-спиновых взаимодействий. Получены кинетические уравнения,описывающие спин-решеточную релаксацию. Исследовано,как спин-решеточная релаксация зависит от параметров системы и начальных условий. Получены кинетические уравнения, описывающие кинетику спиновой системы в магниторазбавленных твердых телах с учетом спин-решеточной релаксации и насыщения переменным магнитным полем. Исследовано, как спин-решеточная релаксация влияет на насыщение спиновой системы переменным магнитным полем. Показано, что в случае пространственно-регулярных твердых тел метод нелинейных температурных разложений, а в случав сильно магнитораз-
Оавленных твердых тел метод концентрационных разложений, позволяют адекватно описать спин-решеточную релаксацию в указанной температурной области и построить теорию насыщения. На защиту выносятся:
кинетические уравнения, описывающие спин-решеточную релаксацию в пространственно-регулярных твердых телах при произвольно низких температурах зеемановской подсистемы спинов и умеренно низких температурах подсистемы спин-спиновых взаимодействий;
результаты теоретического исследования кинетики спиновых подсистем пространственно-регулярного твердого тела в зависимости от параметров системы и начальных условий;
кинетические уравнения, описывающие спин-решеточную релаксацию в магниторазбавленных твердых телах при произвольно низких температурах зеемановской подсистемы спинов и умеренно низких температурах подсистемы спин-спиновых взаимодействий;
результаты теоретического исследования кинетики спиновых подсистем магниторазбавленного твердого тела в зависимости от параметров системы и начальных условий;
кинетические уравнения, описывающие насыщение спиновой системы магниторазбавленного твердого тела переменным магнитным полем с учетом спин-решеточной релаксации при произвольно низких температурах зеемановской подсистемы спинов и умеренно низких температурах подсистемы спин-спиновых взаимодействий;
результаты теоретического исследования влияния спин-решеточной релаксации на насыщение спиновой системы магниторазбавленного твердого тела переменным магнитным полем при произвольно низких температурах зеемановской подсистемы спинов и умеренно низких температурах подсистемы спин-спиновых взаимодействий.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на XXV Международном симпозиуме по магнитному резонансу AMPERE (шушенское, 1987 г.), на XXVI Международном симпозиуме по магнитному резонансу AMPERE (Познань, 1988 г.), на Пермском городском радиоспектроскопическом семинаре (1986
- 1994 гг.), на семинаре физико-технического факультета Уральско
го государственного технического университета (1994 г.)
Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 4 работах.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из~ введения, четырех глав, заключения, списка цитирований литературы (46 наименований) и двух приложений. Общий объем диссертации 87 страниц, включая 17 рисунков на 17 страницах.