Wyznaczenie struktury nadsubtelnej poziomów jądrowych ⁵⁷Fe w monokryształach GaFeO₃ i FeB

11.09.2026
Komunikat
Brak wydarzeń do exportu.
Data: 06.10.2026
Miejsce wydarzenia: Sala 2011, Wydział Fizyki, ul. K. Ciołkowskiego 1L, Kampus UwB
Godzina: 13:15
Przejdź do kalendarza pokaż na mapie

Dnia 2026-10-06 o godzinie 14:15 w sali 2011 Wydziału Fizyki UwB, odbędzie się seminarium na którym mgr Paweł Butkiewicz, Szkoła Doktorska Uniwersytetu w Białymstoku, Wydział Fizyki, Uniwersytet w Białymstoku wygłosi wykład pt

Wyznaczenie struktury nadsubtelnej poziomów jądrowych ⁵⁷Fe w monokryształach GaFeO₃ i FeB

Serdecznie zapraszamy

Tomasz Karpiuk

Andrzej Maziewski

Wyznaczenie struktury nadsubtelnej poziomów jądrowych ⁵⁷Fe w monokryształach GaFeO₃ i FeB

Paweł Butkiewicz

Szkoła Doktorska Uniwersytetu w Białymstoku
Wydział Fizyki, Uniwersytet w Białymstoku

Spektroskopia mössbauerowska umożliwia badanie lokalnych oddziaływań nadsubtelnych w ciałach stałych, w szczególności elektrycznego oddziaływania kwadrupolowego związanego z gradientem pola elektrycznego (EFG) oraz magnetycznego oddziaływania dipolowego związanego z nadsubtelnym polem magnetycznym (HMF). W przypadku monokryształów pomiary kierunkowe dostarczają dodatkowej informacji o przestrzennej orientacji tych oddziaływań.
W pracy przedstawiono badania struktury nadsubtelnej poziomów jądrowych ⁵⁷Fe w monokryształach GaFeO₃ i FeB, ze szczególnym uwzględnieniem formalizmu momentów prędkości (VMF) [1,2].
Dla GaFeO₃ przeprowadzono kierunkowe pomiary mössbauerowskie oraz przeanalizowano wpływ symetrii krystalograficznej na obserwowany tensor EFG. Analizę uogólniono na wszystkie 230 grup przestrzennych, określając ograniczenia nakładane przez symetrię na składowe tensora dostępne eksperymentalnie. Wyniki dla GaFeO₃ porównano z obliczeniami ab initio. Badania GaFeO₃ obejmowały również charakterystykę strukturalną, magnetyczną i analizę nieporządku kationowego [3–5].
FeB wykorzystano jako układ, w którym współistnieją magnetyczne oddziaływanie dipolowe i elektryczne oddziaływanie kwadrupolowe w temperaturze pokojowej. Dla monokryształów wzbogaconych w ⁵⁷Fe wykonano kierunkowe pomiary z wykorzystaniem synchrotronowskiego źródła mössbauerowskiego na linii BL11XU w SPring-8. Analiza momentów prędkości pozwoliła zbadać możliwość rozdzielenia wkładów obu oddziaływań oraz określić eksperymentalne ograniczenia metody [6].
Uzyskane wyniki pokazują możliwości wykorzystania kierunkowej spektroskopii mössbauerowskiej i formalizmu momentów prędkości do badania przestrzennej orientacji oddziaływań nadsubtelnych w monokryształach.

Wybrane publikacje związane z tematyką rozprawy:

  1. K. Szymański, Polarized radiation in Mössbauer spectroscopy, Physics Reports 423 (2006) 295–338.
  2. K. R. Szymański, Determination of the electric field gradient and the magnetic field in Mössbauer spectroscopy, European Physical Journal B 91 (2018) 292.
  3. K. Szymański, W. Olszewski, P. Butkiewicz, M. Biernacka, D. Satuła, K. Rećko, M. Szafrański, Mössbauer measurements of GaFeO₃ single crystal multiferroic, Hyperfine Interactions 242 (2021) 26.
  4. M. Biernacka, M. Szafrański, K. Rećko, W. Olszewski, D. Satuła, P. Butkiewicz, K. R. Szymański, Heat capacity anomaly near magnetic phase transition in GaFeO₃, Journal of Magnetism and Magnetic Materials 548 (2022) 168978.
  5. M. Biernacka, P. Butkiewicz, K. J. Kapcia, W. Olszewski, D. Satuła, M. Szafrański, M. Wojtyniak, K. R. Szymański, Electrical polarization switching in bulk single-crystal GaFeO₃, Physical Review B 108 (2023) 195101.
  6. P. Butkiewicz, W. Olszewski, D. Satuła, K. R. Szymański, First Attempt to Observe Velocity Moments in Mössbauer Spectra Measured with Synchrotron Radiation, Acta Physica Polonica A 148 (2025) 208–213.
  7. P. Butkiewicz, W. Olszewski, D. Satuła, K. Szymański, Determination of EFG Orientation in Mössbauer Spectroscopy Using Velocity Moments: General Symmetry Analysis and GaFeO₃ Case Study, (manuskrypt w recenzji - brak publicznego linku)

Determination of the Hyperfine Structure of ⁵⁷Fe Nuclear Levels in GaFeO₃ and FeB Single Crystals

Paweł Butkiewicz

Doctoral School of University of Bialystok
Faculty of Physics, University of Bialystok

Mössbauer spectroscopy enables the investigation of local hyperfine interactions in solids, in particular the electric quadrupole interaction associated with the electric field gradient (EFG) and the magnetic dipole interaction associated with the hyperfine magnetic field (HMF). In the case of single crystals, directional measurements provide additional information on the spatial orientation of these interactions.
This work presents investigations of the hyperfine structure of ⁵⁷Fe nuclear levels in GaFeO₃ and FeB single crystals, with particular emphasis on the velocity moments formalism (VMF) [1,2].
For GaFeO₃, directional Mössbauer measurements were performed and the influence of crystallographic symmetry on the observed EFG tensor was analyzed. The analysis was generalized to all 230 space groups, determining the symmetry-imposed constraints on the tensor components accessible experimentally. The results for GaFeO₃ were compared with ab initio calculations. The studies of GaFeO₃ also included structural and magnetic characterization as well as analysis of cation disorder [3–5].
FeB was used as a system in which the magnetic dipole and electric quadrupole interactions coexist at room temperature. Directional measurements were performed on ⁵⁷Fe-enriched single crystals using a synchrotron Mössbauer source at the BL11XU beamline at SPring-8. Analysis of the velocity moments was used to investigate the possibility of separating the contributions of the two interactions and to identify the experimental limitations of the method [6].
The obtained results demonstrate the potential of directional Mössbauer spectroscopy and the velocity moments formalism for investigating the spatial orientation of hyperfine interactions in single crystals.
Selected publications related to the dissertation:

  1. K. Szymański, Polarized radiation in Mössbauer spectroscopy, Physics Reports 423 (2006) 295–338.
  2. K. R. Szymański, Determination of the electric field gradient and the magnetic field in Mössbauer spectroscopy, European Physical Journal B 91 (2018) 292.
  3. K. Szymański, W. Olszewski, P. Butkiewicz, M. Biernacka, D. Satuła, K. Rećko, M. Szafrański, Mössbauer measurements of GaFeO₃ single crystal multiferroic, Hyperfine Interactions 242 (2021) 26.
  4. M. Biernacka, M. Szafrański, K. Rećko, W. Olszewski, D. Satuła, P. Butkiewicz, K. R. Szymański, Heat capacity anomaly near magnetic phase transition in GaFeO₃, Journal of Magnetism and Magnetic Materials 548 (2022) 168978.
  5. M. Biernacka, P. Butkiewicz, K. J. Kapcia, W. Olszewski, D. Satuła, M. Szafrański, M. Wojtyniak, K. R. Szymański, Electrical polarization switching in bulk single-crystal GaFeO₃, Physical Review B 108 (2023) 195101.
  6. P. Butkiewicz, W. Olszewski, D. Satuła, K. R. Szymański, First Attempt to Observe Velocity Moments in Mössbauer Spectra Measured with Synchrotron Radiation, Acta Physica Polonica A 148 (2025) 208–213.
  7. P. Butkiewicz, W. Olszewski, D. Satuła, K. Szymański, Determination of EFG Orientation in Mössbauer Spectroscopy Using Velocity Moments: General Symmetry Analysis and GaFeO₃ Case Study, manuscript under revision, 2026.
©2026 Wszystkie prawa zastrzeżone.

W ramach naszego serwisu www stosujemy pliki cookies zapisywane na urządzeniu użytkownika w celu dostosowania zachowania serwisu do indywidualnych preferencji użytkownika oraz w celach statystycznych. Użytkownik ma możliwość samodzielnej zmiany ustawień dotyczących cookies w swojej przeglądarce internetowej. Więcej informacji można znaleźć w Polityce Prywatności Uniwersytetu w Białymstoku. Korzystając ze strony wyrażają Państwo zgodę na używanie plików cookies, zgodnie z ustawieniami przeglądarki.