Spin-Lattice Relaxation Enhancement in Liquid Gallium Confined within Nanoporous Matrices

Charnaya, E. V.; Loeser, T.; Michel, D.; Tien, Cheng; Yaskov, D. A.; Kumzerov, Yu. A.

doi:10.1103/physrevlett.88.097602

Cited by 34 publications

(52 citation statements)

References 24 publications

(32 reference statements)

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Из-за слабости сигналов ЯМР для распла-ва в нанопорах количество накоплений варьировалось от 2 до 16 тысяч. Сдвиг линии ЯМР (сдвиг Найта) для изотопов галлия вычислялся относительно положе-ния резонансной линии в кубическом монокристалле GaAs [4], а для индия -относительно положения линии в слабом растворе InNO 3 .…”

Section: образцы и экспериментunclassified

“…Одноэкспоненциаль-ная и независящая от поля релаксация соответствует приближению быстрого движения [10], что также со-гласуется с узкими резонансными линиями. В резуль-тате замедления атомной подвижности при введении расплава в нанопористые матрицы это приближение может нарушаться, как было найдено при исследова-нии жидких металлов и бинарных сплавов в условиях наноконфайнмента [4][5][6]. Однако, как показали оценки времени корреляции атомного движения, проведенные ниже в разделе Обсуждение, приближение быстрого движения еще выполняется для сплава GaInSn в стекле с порами 18 nm и в опале.…”

Section: экспериментальные результатыunclassified

“…В связи с этим особенно актуальным становится изучение влияния наноструктурирования на вязкость и атомную диффузию в жидком сплаве GaInSn. Для нано-структурированных бинарных расплавов Ga-In и Ga-Sn и ряда жидких металлов методами ЯМР было выявлено значительное замедление атомного движения [4][5][6]. Для тройных сплавов этот вопрос ранее не исследовался.…”

unclassified

“…Поскольку на основании соотношения Корринги можно полагать, что вклад магнитной релаксации не изменился значительно по сравнению с объемным сплавом, то нарушение при-ближения быстрого движения обусловлено изменением квадрупольной релаксации, как и для ранее изученных наноструктурированных металлов и бинарных спла-вов [4][5][6]. Согласно [4][5][6], общая формула для восстанов-ления продольной ядерной намагниченности имеет вид: Для объемного расплава GaInSn и расплава в опа-ловой матрице и стекле с порами 18 nm также можно оценить параметры C 71 и τ c . В рамках приближения быстрого движения, учитывая неравенство ω 0 τ c ≪ 1, уравнение (4) можно привести к виду…”

unclassified

“…Для объемного жидкого сплава время корреляции атомного движения можно принять равным времени корреляции в расплаве чистого галлия [4]. Эта величина приведена в табл.…”

unclassified

See 4 more Smart Citations

Атомная подвижность в тройном жидком сплаве Ga--In--Sn эвтектического состава

Нефедов¹,

Антоненко²,

Подорожкин³

et al. 2017

Физика Твердого Тела

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Проведены исследования ядерной спин-решеточной релаксации и сдвига Найта ядер 71 Ga, 69 Ga и 115 In в жидком тройном сплаве галлия, индия и олова эвтектического состава, введенном в поры опаловой матрицы и пористых стекол с размером пор 18 и 7 nm, в сравнении с объемным расплавом. Обнаружено ускорение продольной релаксации и уменьшение сдвига Найта, зависящие от размера пор. Рассчитано время корреляции атомного движения для наноструктурированного расплава в пористых матрицах. Показано, что атомная подвижность в расплаве понижается с уменьшением размера пор. DOI: 10.21883/FTT.2017.02.44062.254 1. Введение В последнее время значительно вырос интерес к исследованию тройного сплава галлия, индия и олова (GaInSn) в связи с расширяющейся областью его прак-тических применений. Как и другие тройные сплавы, сплав GaInSn изучен значительно меньше, чем бинар-ные сплавы металлов. Сплав GaInSn имеет фазовую диаграмму эвтектического типа [1]. Эвтектическая точка соответствует составу 75, 17 и 8 at.%. На практике используется сплав под названием " галинстан", в ко-тором концентрация компонент несколько отличается от приведенной выше за счет присутствия небольшого количества других элементов. Галинстан широко при-меняется в производстве безртутных термометров, в качестве рабочих электродов в вольтамперметрии, при производстве жидких металлических теплоносителей, а также в биотехнологиях [2,3]. Кроме того, сплав GaInSn перспективен для использования в нанокомпозитных системах, в частности в ферроколлоидных суспензи-ях. В связи с этим особенно актуальным становится изучение влияния наноструктурирования на вязкость и атомную диффузию в жидком сплаве GaInSn. Для нано-структурированных бинарных расплавов Ga-In и Ga-Sn и ряда жидких металлов методами ЯМР было выявлено значительное замедление атомного движения [4][5][6]. Для тройных сплавов этот вопрос ранее не исследовался.Целью настоящей работы является исследование ме-тодом ЯМР атомной подвижности в жидком сплаве GaInSn эвтектического состава, наноструктурированном за счет введения в три различные нанопористые сили-катные матрицы. Образцы и экспериментВ качестве нанопористых матриц использовались по-ристые стекла со средним размером пор d = 7 и 18 nm, а также опаловая матрица, представляющая собой плот-ную упаковку шаров из аморфного кремнезема диамет-ром 210 nm. Пористые стекла изготавливались в лабо-раторных условиях путем выщелачивания прошедших термообрабоку силикатных натриево-боратных стекол, в результате которого формировался каркас со связанной сеткой пор. Размер пор определялся методами азотной и ртутной порометрии. Диаметр шаров в опаловой мат-рице находился методом атомно-силовой микроскопии. Между шарами в опаловой матрице имеется регулярная сетка связанных пор двух типов, октаэдрических и тет-раэдрических. Размер пор задается геометрией плотной упаковки шаров. Для диаметра шаров 210 nm окта-351

show abstract

Section: образцы и экспериментunclassified

Section: экспериментальные результатыunclassified

unclassified

See 3 more Smart Citations

Атомная подвижность в тройном жидком сплаве Ga--In--Sn эвтектического состава

Нефедов¹,

Антоненко²,

Подорожкин³

et al. 2017

Физика Твердого Тела

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

Diffusion slowdown in the nanostructured liquid Ga‐Sn alloy

Podorozhkin

Charnaya

Lee³

et al. 2015

Annalen der Physik

View full text Add to dashboard Cite

The diffusion of gallium in liquid Ga-Sn alloy embedded into different porous silica matrices was studied by NMR. Spin relaxation was measured for two gallium isotopes, 71 Ga and 69 Ga, at two magnetic fields. Pronounced rise of quadrupole contribution to relaxation was observed for the nanostructured alloy which increased with decreasing the pore size. The correlation time of atomic mobility was evaluated and found to be much larger than in the relevant bulk melt which evidenced a pronounced diffusion slowdown in the Ga-Sn alloy under nanoconfinement. It is shown that the diffusion was slower by a factor of 30 for the alloy within 7 nm pores. The spectral densities of electric field gradients at zero frequency were found to double for the finest pores. The Knight shift was found to decrease but slightly for the nanostructured alloy.

show abstract

Synthesis of Supported Ga Nanodrops by a Bottom‐up Route

Armbrüster

Cardoso‐Gil

2015

Zeitschrift anorg allge chemie

View full text Add to dashboard Cite

Nanoparticulate gallium can be obtained in an unconfined state by reduction of gallium-acetylacetonate with LiAlH4. The products were analyzed by scanning electron microscopy, elemental analysis together with X-ray diffraction, and thermal analysis. EXAFS investigations reveal, in accordance with the results from thermal analyses, that the particles are liquid at room temperature. The reason for the lower melting point could not be clarified within this study and might be caused either by the lower melting point of -gallium or by the small particle size of 10-20 nm. Upon cooling, several of the low-temperature modifications of gallium are observed depending on cooling-rate and temperature

show abstract

Spin-Lattice Relaxation Enhancement in Liquid Gallium Confined within Nanoporous Matrices

Cited by 34 publications

References 24 publications

Атомная подвижность в тройном жидком сплаве Ga--In--Sn эвтектического состава

Атомная подвижность в тройном жидком сплаве Ga--In--Sn эвтектического состава

Diffusion slowdown in the nanostructured liquid Ga‐Sn alloy

Synthesis of Supported Ga Nanodrops by a Bottom‐up Route

Contact Info

Product

Resources

About