Avances en espectroscopía Mössbauer: nuevas estrategias para experimentos de velocidad programable

Abstract

La técnica Mössbauer es una herramienta fundamental para el estudio de la estructura nanoscópica de diversos materiales que representan un rol clave en el desarrollo tecnológico, especialmente el hierro y sus compuestos. La técnica de medición fue desarrollada en la década del 70, período en que se diseñó y perfeccionó el instrumental que actualmente se utiliza en la mayoría de los laboratorios. Desde entonces son pocas las modificaciones que se han realizado a la instrumentación asociada con este tipo de observación nuclear. Las técnicas Mössbauer tradicionales de aceleración constante y de velocidad constante encuentran limitaciones en alguna experiencias particulares, sobre todo en lo que se refiere al estudio de la dinámica de los materiales ante variaciones de parámetros externos, como temperatura, campo magnético, presión o grado de evolución de una transición de fase. En esta tesis se introduce una nueva técnica de medición, llamada de velocidad programable, que es una combinación de las dos técnicas mencionadas. Se realiza la especificación, diseño e implementación de la instrumentación necesaria para aplicar la nueva metodología en un laboratorio de espectroscopia nuclear tradicional. Se incluyen varios aspectos originales relacionados con la optimización de la detección de eventos resonantes y con la operación de los transductores a velocidad constante. El nuevo modo de operación presenta ventajas relevantes respecto de los anteriores, principalmente en lo que se refiere a eficiencia y tiempo de adquisición, manteniendo la exactitud y precisión de sus predecesores. Al habilitar la adquisición automática de espectros parciales de absorción, facilita la realización de experimentos que permiten estudiar la estructura de los materiales en forma dinámica. La aplicación de nuevas tecnologías al diseño del instrumental resultó en la implementación de un espectrómetro más versátil que sus antecesores, que consigue ampliar el espectro de aplicación al agregar nueva funcionalidad a los instrumentos. Resulta así un universo de nuevos experimentos realizables que permiten la medición de nuevos parámetros físicos, como así también una gran cantidad de experimentos de larga duración que pueden ser automatizados.