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J. Phys. Colloques
Volume 38, Numéro C2, Juillet 1977
Conférence Internationale sur les Petites Particules et Amas Inorganiques / International Meeting on the Small Particles and Inorganic Clusters
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Page(s) | C2-109 - C2-113 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/jphyscol:1977222 |
J. Phys. Colloques 38 (1977) C2-109-C2-113
DOI: 10.1051/jphyscol:1977222
SMALL PARTICLES-ELECTRONIC PROPERTIES II
SMALL METAL PARTICLES : COMPLEMENTARY ASPECTS OF THE N.M.R. AND C.E.S.R. EXPERIMENTS
W. D. KNIGHT Department of Physics, University of California, Berkeley, CA 94720, U.S.A.
Résumé
Durant cette conférence, nous désirons résumer les principaux résultats expérimentaux concernant la résonance magnétique dans les petites particules. Le couplage spin-orbite dans un métal est à l'origine du shift de g et, par conséquent, du temps de relaxation et du paramètre /τƊ que j'appellerai spin depairing parameter. (Ɗ est l'écart moyen entre les niveaux électroniques et τ le temps de relaxation de spin.) Ce paramètre, /τƊ, est celui dont dépend le type de statistique qu'il faut appliquer au système de petites particules. C'est aussi de ce paramètre que dépendent la susceptibilité des particules paires dans l'état fondamental et la largeur de la raie de résonance des électrons de conduction lorsque le mécanisme de relaxation de spin est bloqué. Dans ce dernier cas, on s'attend pour les métaux purs à un élargissement prédominant dû au couplage hyperfin. L'interaction des spins des électrons de conduction avec les spins de la matrice à la surface des particules provoque un élargissement de la raie C.E.S.R. Le shift de la raie R.M.N. dû aux électrons de conduction est le reflet, dans les particules paires, de l'interaction hyperfine électron-noyau et donc du facteur spin depairing. La largeur de la raie R.M.N. est en général dominée par les interactions avec les impuretés de la matrice comme la largeur C.E.S.R. Une mesure indirecte du temps de relaxation de spin peut être obtenue à partir du facteur spin depairing lui-même mesuré à partir du shift résiduel de la raie R.M.N.
Abstract
We summarize the main features and results of the magnetic resonance experiments on small particles. The spin-orbit coupling in the metal determines the electronic g-shift and hence the electron spin relaxation time and the spin depairing parameter, /τƊ, where τ is the spin relaxation time and Ɗ is the average electronic level spacing. The depairing parameter governs the applicable statistics for the small particle system ; the electronic susceptibility in even particles in the ground state ; and the width of C.E.S.R. line when the spin relaxation mechanism is quenched. In the last circumstance the hyperfine broadening should be predominant in pure metals. Interaction of the conduction electron spins with spins in the embedding matrix at the particle surfaces produces broadening of the C.E.S.R. The N.M.R. shift in even particles reflects the electron nuclear hyperfine interaction and the electronic susceptibility, and hence the depairing parameter. The N.M.R. width is usually dominated by interactions with matrix impurities in analogy to the C.E.S.R. width. Values of the depairing parameter derived from residual N.M.R. shift give an indirect measurement of electron spin relaxation time.