logo

Laboratoř Mössbauerovy spektroskopie

Mössbauerův jev je speciálním druhem interakce mezi gama zářením a jádry měřeného vzorku a je pozorovatelný jen na určitých izotopech, nejčastěji se používá izotopů železa a cínu. V naší laboratoři se zaměřujeme na studium oxidů železa, převážně ve formě nanočástic. Studují se procesy jejich vzniku, vnitřní uspořádání a vzájemné strukturní přeměny.

Nízkoteplotní konstrukce Uspořádání pro vysoké teploty

Mössbauerova spektroskopie dává zajímavé výsledky v širokém rozsahu teplot, především s ohledem na tepelnou stabilitu a magnetické vlastnosti látek. Na levém obrázku je vyfocena aparatura pro měření nízkoteplotních spekter, uchycená ve speciální konstrukci kvůli vibracím. Přístroj pro měření za vysokých teplot je na druhém obrázku - vlastní trubice spektrometru je umístěná na laboratorní teplotě a měřený vzorek je zahříván v pícce (na levém okraji). Oba spektrometry jsou vlastní konstrukce.

Systém pro měření ve vysokých magnetických polích Mössbauerův spektrometr s řídicím systém PXI

Pro studium magnetických vlastností látek je vhodné používat externí magnetické pole. Systém na obrázku vlevo je schopen pracovat s intenzitou až 10 T a heliovou teplotou. Na obrázku vpravo je nová konstrukce Mössbauerova spektrometru, který pracuje jako virtuální přístroj v modulárním systému PXI.

Přístroje pro měření TG a DSC BET analyzátor měrné plochy povrchu

Pro analýzu dalších vlastností částic se v laboratoři používají i jiné přístroje. Na obrázku vlevo jsou přístroje pro charakterizaci tepelných vlastností. V termogravimetrii (TG) se měří změny hmotnosti vzorku jako funkce teploty a ty se využívají např. k posouzení tepelné stability vzorku nebo k ověření způsobu jeho rozkladu. Diferenciální skenovací kalorimetrie (DSC) měří tepelný tok do a ze vzorku jako funkci teploty vzorku. Využívá se ke stanovení např. teplot fázových přechodů (tání, tuhnutí, krystalizace) nebo dehydratace či oxidace. Na obrázku vpravo je přístroj pro měření specifické plochy povrchu metodou BET, který využívá toho, že množství plynu adsorbovaného ve vzorku závisí na celkové velikosti povrchu vzorku. Z této hodnoty se dá určit např. velikost částic nebo míra poréznosti povrchu.

Výběr z publikací:

  1. Mashlan, M.; Zboril, R.; Machala, L.; Vujtek, M.; Walla, J.; Nomura, K.: Mössbauer spectroscopy in study of thermally induced crystallization of amorphous Fe2O3 nanoparticles. J. Metastab. Nanocryst. Mater. 20-21, 2004
  2. Zboril, R.; Machala, L.; Mashlan, M.; Sharma, V.: Iron(III) oxide nanoparticles in the thermally induced oxidative decomposition of Prussian Blue, Fe4[Fe(CN)6]3. Cryst. Growth Design 4, 6, 2004
  3. Zboril, R.; Mashlan, M.; Petridis, D.: Iron(III) oxides from thermal processes-synthesis, structural and magnetic properties, Mössbauer spectroscopy characterization, and applications. Chem. Mater. 14, 3, 2002