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Univ. Paris-Saclay
La Spectroscopie Mössbauer
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La Spectroscopie Mössbauer

Dispositif Mössbauer

L'effet Mössbauer, découvert en 1958 par R. Mössbauer, est la possibilité d'émission puis absorption sans recul d'un photon γ par des noyaux de même nature dans un réseau cristallin. Ce phénomène peut s'expliquer par le fait que dans un solide constitués d'atome liés, le noyau résonnant est bloqué dans le réseau ;  son énergie de recul est alors transmise au cristal tout entier. Comme la masse du cristal est plus grande que la masse du noyau (dans un rapport de l'ordre du nombre d'Avogadro), la vitesse de recul du noyau est négligeable. Il y a alors une probabilité non nulle pour qu'un noyau émette ou absorbe un photon sans recul.

Cette technique est principalement connue pour l'étude du fer (Fe) mais est potentiellement appliquable à toute espèce chimique présentant un spin nucléaire non nul, comme l'ytterbium (Yb), .

Les deux isotopes Mössbauer principalement utilisés au laboratoire sont le 57Fe d'énergie de transition nucléaire (E0=14,4 keV) et l' 170Yb  (E0=84,3 keV). Les parents radioactifs  de ces isotopes servant de source sont respectivement le 57Co et le 170Tm.

 
La Spectroscopie Mössbauer

Schéma de principe d'un spectromètre Mössbauer à accélération constante.

La Spectroscopie Mössbauer

Spectre d'amplitude d'une source de 57Co utilisé pour 57Fe et
spectres Mössbauer récapitulant l'évolution du comportement de la RV*(CO32-) entre 4,2K et 100K (rapport de stage de Benoît Rusch)

Les mesures peuvent être effectués entre 1,4K et 60K avec des cryostats standards à bain d'hélium. Des mesures à plus basse température sont également possibles  grâce à des réfrigérateurs à dilution 3He- 4He dont l'un est couplé à une bobine supraconductrice délivrant un champ magnétique maximal de 7 T.

L'effet Mössbauer a ouvert la voie à une nouvelle spectroscopie, la spectroscopie Mössbauer, qui permet d'explorer les interactions entre le noyau et les électrons (interactions hyperfines) qui sont de l'ordre de 10-6 - 10-7 eV, avec une bonne résolution. Depuis sa découverte, la spectrocopie Mössbauer a été appliquée à de nombreux domaine de la Chimie et de la Physique du Solide.

 

 

 
#907 - Màj : 01/10/2007

 

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