3. Principales applications
Sensible à l'environnement immédiat du noyau de l'isotope choisi, la spectrométrie Mössbauer est un moyen d'investigation à la fois local et sélectif de la matière à l'état solide. Cette « sonde » est donc très employée, en recherche fondamentale comme en recherche appliquée, dans l'étude des propriétés physiques et chimiques des corps solides cristallisés ou amorphes.
Un premier paramètre accessible à la mesure est le déplacement isomérique de la raie Mössbauer, petit décalage de l'énergie E0 de la transition nucléaire dû à la pénétration de certains électrons dans le noyau, qui renseigne notamment sur l'état de valence de l'ion Mössbauer et la nature des liaisons chimiques qui le concernent.
Les structures hyperfines des niveaux nucléaires résultent de l'action sur les moments magnétiques nucléaires (ou sur les moments quadrupolaires électriques) des champs magnétiques (respectivement des gradients de champ électrique) « vus » par les noyaux dans l'échantillon étudié. L'analyse de ces structures fournit des renseignements sur les propriétés magnétiques de l'échantillon ainsi que sur le nombre et sur les caractéristiques de symétrie locale des divers types de sites occupés par les atomes Mössbauer.
Enfin, les spectres Mössbauer sont sensibles à certaines propriétés dynamiques : amplitude et anisotropie des vibrations cristallines ; diffusion des atomes dans le cristal et agitation de leurs moments magnétiques (« relaxation de spins »).
L'extension des applications de la spectrométrie Mössbauer est pour une bonne part due aux caractéristiques très favorables de l'isotope 57Fe, ainsi qu'à l'abondance du fer dans la nature, à la variété de ses combinaisons chimiques et à son rôle industriel. De plus, la spectrométrie Mössbauer constitue une méthode d'analyse non destructive d'échantillons. Parmi ses nombreuses applications, mentionnons, dans le domaine de la géophysique, la détermination des différentes formes chimiques du fer présent dans les miné […]
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