Mössbauer-Spektroskopie

Zusammenfassung

Die Mössbauer-Spektroskopie arbeitet mit noch härterer elektromagnetischer Strahlung, als bisher beschrieben: mit γ-Strahlen (v ∼ 10¹³ MHz). Ein entsprechendes Photon aus einer primären Quelle (z.B. ⁵⁷Co) wird von einem Atomkern, z.B. ⁵⁷Fe, absorbiert. Sein angeregter Kernzustand ⁵⁷Fe* zerfällt sehr schnell (Halbwertszeit τ ∼ 0.2 μs) unter Abstrahlung eines für diesen Kern typischen γ-Photons. Dieses kann von einem anderen 57Fep-Kern in einer Probe P absorbiert werden, vorausgesetzt seine Energie entspricht exakt der 57Fe* — 57Fep Energiedifferenz (Resonanzbedingung). Dies wird im allgemeinen nicht der Fall sein, da die chemische Umgebung auch die Kernzustände eines Atoms (hier 57Fep) schwach beeinflusst, wobei die entsprechende Bandbreite für eine resonante Frequenz (Grössenordnung 10² MHz) aber um viele Grössenordnungen kleiner ist als die Frequenz der inzidenten γ-strahlung (ν ∼ 10¹³ MHz). Die Frequenzmodulation kann somit über den sog. Dopplereffekt erzielt werden, indem die Strahlenquelle gegenüber der Probe mit der konstanten Geschwindigkeit v verschoben wird, was an ihrem Ort in der inzidenten Frequenz ν ± νV/C resultiert. Normalerweise genügt eine Geschwindigkeit von einigen mm/s bis cm/s, um mit der Probe in Resonanz zu treten.