Estructura local

La estructura local es un término en espectroscopia nuclear que se refiere a la estructura de los vecinos más cercanos alrededor de un átomo en cristales y moléculas . Por ejemplo, en los cristales, los átomos se ordenan de manera regular en amplios rangos para formar incluso cristales gigantescos altamente ordenados ( Mina Naica ). Sin embargo, en realidad, los cristales nunca son perfectos y tienen impurezas o defectos, lo que significa que un átomo extraño reside en un sitio de la red o entre sitios de la red (intersticiales). Estos pequeños defectos e impurezas no pueden ser vistos por métodos como la difracción de rayos X o la difracción de neutrones , porque estos métodos promedian en su naturaleza de medición sobre un gran número de átomos y, por lo tanto, son insensibles a los efectos en la estructura local. Los métodos en espectroscopia nuclear utilizan núcleos específicos como sonda. El núcleo de un átomo es aproximadamente de 10 000 a 150 000 veces más pequeño que el átomo mismo. Experimenta los campos eléctricos creados por los electrones del átomo que rodean el núcleo. Además, los campos eléctricos generados por los átomos vecinos también influyen en los campos que experimenta el núcleo. Las interacciones entre el núcleo y estos campos se denominan interacciones hiperfinas , las cuales influyen en las propiedades del núcleo. Por lo tanto, el núcleo se vuelve muy sensible a pequeños cambios en su estructura hiperfina, los cuales pueden medirse mediante métodos de espectroscopia nuclear, como la resonancia magnética nuclear , la espectroscopia Mössbauer y la correlación angular perturbada .

Mediante los mismos métodos, también se pueden analizar los campos magnéticos locales en una estructura cristalina y obtener información sobre su estructura magnética local. Esto es de gran importancia para comprender los defectos en los materiales magnéticos, que tienen una amplia gama de aplicaciones, como los materiales magnéticos modernos o el efecto de magnetorresistencia gigante , utilizado en los materiales de los cabezales de lectura de los discos duros.

La investigación de la estructura local de los materiales se ha convertido en una herramienta importante para comprender sus propiedades, especialmente en materiales funcionales como los utilizados en electrónica, chips, baterías, semiconductores o células solares. Muchos de estos materiales son materiales con defectos, y sus propiedades específicas están determinadas por dichos defectos.

• Kaufmann, Elton N .; Reiner J. Vianden (1979). "El gradiente del campo eléctrico en metales no cúbicos". Reviews of Modern Physics . 51 (1): 161–214 . Bibcode : 1979RvMP...51..161K . doi : 10.1103/RevModPhys.51.161 .