KCuCl$_3$ 단결정 내의 $^{39}$K 원자핵에 관한 자기 공명 연구 (Magnetic Resonance Investigation of $^{39}$K in KCuCl$_3$ Single Crystal)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 66권 / 5호 / 529 ~ 533페이지
· 저자명 : 염태호

초록

펄스 NMR 분광기를 이용하여 KCuCl$_3$ 단결정 물질의 구성 성분인 $^{39}$K 원자핵에 관하여 자기 공명 실험을 수행 하였다. $^{39}$K 원자핵의 공명흡수선의 선폭은 운동 좁아지기 효과에 의하여 온도가 증가함에 따라 감소하였다. 또한 $^{39}$K 원자핵의 핵 자기공명 흡수선의 화학적 이동량은 온도가 증가함에 따라 감소하였다. 180 K $\sim$ 400 K 온도 범위에서 $^{39}$K 원자핵에 대한 스핀 격자 완화 시간 $T_1$을 온도를 변화 시켜감에 따라 연구 하였는데, 온도가 증가함에 따라서 $^{39}$K 원자핵의 $T_1$ 값이 서서히 감소하였다. 그리고 KCuCl$_3$ 물질 내 $^{39}$K 원자핵의 스핀 격자 완화율 $1/T_1$은 온도 $T^2$에 선형적으로 비례하였는데, $^{39}$K 원자핵의 스핀 격자 완화 메커니즘이 라만(Raman) 스핀 포논 과정이라는 것을 알아내었다. $^{39}$K 원자핵이 스핀 격자 완화기구에 참여하기 위한 활성화 에너지를 계산하여 $E_a$ = 16.5 meV 를 얻었다.

영어초록

Nuclear magnetic resonance of the $^{39}$K nucleus in a KCuCl$_3$ single crystal by using a Fourier transform nuclear magnetic resonance (FT-NMR) spectrometer has been investigated. The linewidth of the central resonance line for the $^{39}$K nucleus decreases as the temperature increases because of motional narrowing. The chemical shift of the $^{39}$K NMR spectrum also decreases as the temperature increases. The spin lattice relaxation time $T_1$ of the $^{39}$K nucleus was calculated as a function of temperature (180 K $\sim$ 400 K). The value of $T_1$ for the $^{39}$K nucleus decreases as the temperature increases. The dominant relaxation mechanism can be inferred to be a Raman process in the experimental temperature range because the spin lattice relaxation rate, $1/T_1$, of $^{39}$K in a KCuCl$_3$ single crystal is proportional to the square of the temperature ($T^2$). The calculated activation energy is $E_a$ = 16.5 meV.

참고자료

· 없음