Deuteron and Niobium‐93 Magnetic Resonance Study of Niobium Deuterides

Abstract

Ker.i~yutrt~ri~ppo~resonanz Mngnetische Kernresonnnz / Phnsenunn.vandlungen 1 Stoffeigenscliuflen Niobium deuterides in the composition range NbD,,,, -NbD,,,, were investigated by means of deuteron and 93Nb magnetic resonance over the temperature range 4.2-420 K. The 0-a transition, in the temperature range 340-415 K for these compounds, is sharply defined by the extinction of the deuteron quadrupole interaction as well as by the appearance of the central component of the 93Nb spectrum when the cubic a phase is formed. These results are discussed in relation to other determinations of the P-a transition temperature. N o other significant changes in the deuteron magnetic resonance spectrum are observed, down to 4.2 K. at which temperature the quadrupole coupling constants are essentially equal. with an average value, e Z q Q / h = 33.0 kHz. The temperature dependent behavior of the 9'Nb resonance spectrum indicates that the boundary between the a + [3 and P regions of the Nb-H(D) phase diagram must pass between the compositions NbD,,,, and NbDo R Z at 300 K. The NMR observations d o not furnish positive support for the occurrence of the 6 and E phases nor for the occurrence of the cubic y phase, but they are not incompatible with the occurrence of these phases. These observations may reflect an intrinsic insensitivity of the deuteron quadrupole interaction to long range ordering of the deuterium in the lattice. Measurements of the 9."b Knight shift are in close agreement with the shifts obtained in Nb-Mo and Nb-Tc alloys. and suggest that up to this relatively high deuterium content (D/Nb = 0.88) the deuterium continues to yield its electron to the conduction band of the metal.Im Temperaturbereich 4.2 -420 K wurden die Deuteriden von Niob im Zusammensetzungsbereich NbD,,,, -NbD,,,, mittels Deuteronund "'Nb-NMR-Spektroskopie untersucht. Der P-a-Phasenubergang dieser Verbindungen erfolgt im Temperaturbereich 340-41 5 K und wird durch die Ausloschung der Deuteron-Quadrupol-Wechselwirkung, bzw. durch die Erscheinung der y3Nb Resonanz, beim Erreichen der kubischen a-Phase genau definiert. Diese Resultate werden in Verbindung mit anderen Bestimmungen der P-a-Ubergangstemperatur besprochen. Bei Abkiihlung bis 4.2 K. der Temperatur bei der die Quadrupol-Kopplungskonstanten unabhangig von Zusammensetzung praktisch denselben Wert haben ( e 2 q Q / h = 33,O kHz), wurden keine wesentliche Anderungen des NMR-Spektrums beobachtet.Die Temperaturabhangigkeit des "Nb Resonanzspektrums zeigt daD bei 300 K die Grenze zwischen den a + P-und P-Gebieten desNb -H/D)-Phasendiagramms zwischen den Zusammensetzungen NbD,,,, und NbD,,,, Iauft. Die NMR-Beobachtungen besorgen keine positive Unterstiitzung zum Auftreten der 5-und E-Phasen weder zum Auftreten der kubischen y-Phase. Sie sind doch mit dem Existenz dieser Phasen nicht unvereinbar. Diese Beobachtungen wiederspiegeln vielleicht eine wesentliche Unempfindlichkeit der Deuteron-Quadrupol-Wechselwirkung zur weitreichend Gitter-Einordnung des Deuterium. Messungen der 93Nb Knight-shift sti...

Solid-State93Nb and13C NMR Investigations of Half-Sandwich Niobium(I) and Niobium(V) Cyclopentadienyl Complexes

“…However, its moderately sized nuclear quadrupole moment ( Q ( 93 Nb) = −0.32 × 10 -28 m 2 ) often results in severe quadrupolar broadening of central-transition NMR powder patterns, which in some cases is prohibitive in terms of routine spectral acquisition and interpretation. Nonetheless, solid-state 93 Nb NMR has been used to study a variety of different systems, including inorganic niobium halides, intercalated H-bronzes of NbVO 5 , niobium borides and deuterides, , and a variety of niobates. − There have also been a number of 93 Nb NMR studies featuring a variety of modern two-dimensional (2D) solid-state NMR experiments, including multiple quantum magic-angle spinning (MQMAS) and satellite-transition magic-angle spinning (STMAS) experiments, which are used for resolving peaks that may be obscured due to broad overlapping quadrupolar NMR patterns, as well as nutation and 2D-exchange NMR. − …”