Спиновая диффузия в ³Не, адсорбированном наноструктурным материалом МСМ-41

Abstract

Методом импульсного ядерного магнитного резонанса впервые проведено исследование диффузионных процессов в ³Не, адсорбированном наноструктурным материалом МСМ-41. Материал содержал пучки нанотрубок с внутренними цилиндрическими каналами диаметром 2,5 нм. Для измерений использовался метод спинового эха Хана–Карра–Парселла с последовательностью зондирующих радиоимпульсов 90°–τ–180°, где τ — временной интервал между импульсами. Было обнаружено наличие в системе двух различных диффузионных процессов, у которых коэффициенты диффузии отличаются на порядок величины. Этот результат был подтвержден при использовании независимого метода мультиэха с парой зондирующих импульсов 90°–τ–120° и при заметном увеличении длительности самих импульсов. Было также обнаружено, что оба коэффициента диффузии зависят от величины τ, что является характерным признаком ограниченной диффузии. Отмечается, что полученные результаты стимулируют постановку новых задач для дальнейшего исследования этой системы.

Методом імпульсного ядерного магнітного резонансу вперше проведено дослідження дифузійних процесів в ³Не, адсорбованому наноструктурним матеріалом МСМ-41. Матеріал містив пучки нанотрубок із внутрішніми циліндричними каналами діаметром 2,5 нм. Для вимірювань використовувався метод спінового відлуння Хана–Карра–Парселла з послідовністю зондувальних радіоімпульсів 90°–τ–180°, де τ — інтервал часу між імпульсами. В системі було виявлено наявність двох різних дифузних процесів, у яких коефіцієнти дифузії відрізняються на порядок величини. Цей результат було підтверджено при використанні незалежного методу мультилуни з парою зондувальних імпульсів 90°–τ–120° і при помітному збільшенні тривалості самих імпульсів. Було також виявлено, що обидва коефіцієнти дифузії залежать від величини τ, що є характерною ознакою обмеженої дифузії. Відзначається, що отримані результати стимулюють постанову нових завдань для подальшого дослідження цієї системи.

The pulsed nuclear magnetic resonance method was used for the first time to study diffusion processes in ³Не adsorbed by the nanostructured material MCM-41. The material contained bundles of nanotubes with internal cylindrical channels 2.5 nm in diameter. For measurements, the Hahn–Karr–Purcell spin echo method was used with a sequence of sounding radio pulses of 90°–τ–180°, where τ is the time interval between pulses. It was found that there are two different diffusion processes in the system, in which the diffusion coefficients differ by an order of magnitude. This result was confirmed by using an independent multiecho method with a pair of 90°–τ–120° probing pulses and with a noticeable increase in the duration of the pulses themselves. It was also found that both diffusion coefficients depend on the value of τ that is a characteristic feature of restricted diffusion. It is noted that the results obtained stimulate the setting of new tasks for the further study of this system.