Die chemische Verschiebung der Kernresonanzlinien in A^IIIB^v-Verbindungen

Abstract

Die chemische Verschiebung der kernmagnetischen Resonanzlinien von Ga, In sowie P, As und Sb in den A nI B v -Verbindungen wurde gemessen. Es zeigt sich ein einheitlicher Zusammenhang mit der effektiven Ladung der Atome: Je stärker positiv ein Atom geladen ist, um so kleiner ist die notwendige Resonanzfeldstärke. Die Verschiebungen sind im wesentlichen auf den induzierten Paramagnetismus zurückzuführen. Aus bekannten Suszeptibilitätswerten läßt sich die Größenordnung dieses Beitrages abschätzen.Aus vielen Eigenschaften der A m B v -Verbindungen lassen sich Rückschlüsse auf den Charakter der chemischen Bindung in dieser Gruppe halbleitender Verbindungen ziehen. Es seien hier nur die Untersuchung der Gitterschwingungen im Ultraroten 2 , der Bildungsenthalpie 3 und der Hyperfeinstrukturaufspaltung der Elektronenspinresonanz von eingebautem Mangan 4 genannt. Zur Beschreibung des gemischt ionogen-kovalenten Bindungscharakters hat sich dabei die effektive Ladung e* bewährt, die die Abweichung von der neutralen, rein kovalenten Bindung angibt. Diese effektive Ladung läßt sich audi mit einer statistischen Betrachtung der ionogenen und kovalenten Grenzstrukturen allein aus den Gitterkonstanten und Atomeigenschaften ableiten 5 .Wenn die einzelnen Methoden auch gewisse systematische Unterschiede für die effektiven Ladungen ergeben, so liefern sie doch eine einheitliche Reihenfolge für die Zunahme der effektiven Ladung innerhalb der A ni B^-Verbindungen. Die positive Ladung des Metallatoms wächst in folgender Reihe:GaSb, InSb, GaAs, AlSb, InAs, GaP, InP.Da die chemische Verschiebung der kernmagnetischen Resonanzlinien auf der Abschirmung des äußeren Magnetfeldes durch die Valenzelektronen beruht, sollten sich die Unterschiede in der Ladungsverteilung auch auf die chemische Verschiebung auswirken. Bisher wurde für die A m B x -Verbindungen lediglich ein Meßwert für die Verschiebung der GaLinie in GaP gegenüber dem Ion Ga +3 in wäßriger 1 G. Picus, E.Lösung veröffentlicht 6 . Hier soll die chemische Verschiebung von Ga, In sowie P, As und Sb untersucht werden UntersuchungsmethodeDie differenzierten Absorptionssignale wurden bei Raumtemperatur mit einem V a r i a n -Breitlinienspektrometer registriert. Tab. 1 zeigt für die untersuchten Kerne die relative Häufigkeit, den Spin 5, das Kernquadrupolmoment Q sowie die Meßfeldstärken H0 und die zugehörigen Meßfrequenzen /0 . An In 115 wurde die Feldstärkeabhängigkeit der Linienverschiebung bei 12,3 und 3,7 kG überprüft. Außer P besitzen alle Kerne starke Quadrupolmomente, so daß Quadrupolstörungen auftreten, wenn am Kernort elektrische Feldgradienten Kern rel. Häufig-keit in % S Q 10-24 cm 2

Anisotropic Chemical Shift of Nuclear Magnetic Resonance in Single Crystals of Tellurium and Selenium. I. Experimental Studies

“…4, the right-and the left-handed crystals are mirror symmetric as to the xx plane to each other. Therefore the chemical shift tensor for the left-handed crystal can be obtained by operating mirror reflection to the above-mentioned chemical shift tensors for the right-handed crystal as, 4…”

“…As for the shift of the resonance line, chemical shifts were measured in 111-V compounds by von Lutgemeier [4], Bogdanov and Lenianov [ 5 ] , and Hubner [6] analysed their data by extending Ramsey's theory of the chemical shift to energy bands. The anisotropic chemical shift was observed in tellurium first by Bensoussan 171.…”

Berechnung der chemischen Verschiebung der Kernresonanz in AIII–BV‐Halbleitern

“…Ausfuhrliche MeBergebnisse der chemischen Verschiebung der Kernresonanz in AIII-BV-Halbleitern sind von Lutgemeier [2] sowie von Bogdanov und Lemanov [3] veroffentlicht und, durch entsprechende Experimente unserer Arbeitsgruppe [l] bestatigt und erganzt worden.…”

“…Ausfuhrliche MeBergebnisse der chemischen Verschiebung der Kernresonanz in AIII-BV-Halbleitern sind von Lutgemeier [2] sowie von Bogdanov und Lemanov [3] veroffentlicht und, durch entsprechende Experimente unserer Arbeitsgruppe [l] bestatigt und erganzt worden. Der schwierig zu behandelnde paramagnetische Term in (1) wird hLufig mit Hilfe von Grundzustandsfunktionen allein und mit einer mittleren Anregungsenergie (AE) approximiert.…”

“…Eine solche Erhohung des Wertes des integrals mit der effektiven Atomladung ist von Lutgemeier [2] qualitativ als Ursache fur die Zunahme des paramagnetischen Charakters der Resonanzverschiebung z. B. in einer Reihe GaSb, GaAs, GaP diskutiert worden.…”