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Die PAC Methode

PAC-Messungen beruhen auf einem radioaktiven Probenatom wie ¹¹¹In . Die gemessene Größe ist der elektrische Feldgradient (EFG), welcher von der unmittelbaren Gitterumgebung des Probenatoms hervorgerufen wird. Der beobachtete Effekt resultiert aus der Hyperfeinwechselwirkung zwischen dem EFG und dem Quadrupolmoment des Isotops ¹¹¹Cd, welches ein Produkt des radioaktiven Zerfalls der Probe ¹¹¹In ist . Ein EFG ungleich null, welcher das Ergebnis einer Abweichung der elektrischen Ladungsverteilung um die Probe von sphärischer Symmetrie ist, wird im Falle einer nicht kubischen Gitterstruktur oder eines Defektes in der Nachbarschaft des Probenatoms erzeugt. Der EFG ist die zweite Ortsableitung des elektrischen Potentials und kann deswegen durch einen spurlosen Tensor zweiter Stufe beschrieben werden. In seinem Hauptachsensystem wird dieser Tensor durch zwei Parameter vollständig beschrieben, üblicherweise durch seine größte Komponente V_zz, ausgedrückt durch die Quadrupolkopplungskonstante n_Q = eQV_zz/h, und dem Asymmetrieparameter h = (V_xx-V_yy)/V_zz . Durch koinzidenten Nachweis von zwei Gammaquanten, welche während des radiaoaktiven Zerfalls emmitiert werden, erhält man ein Zeitspektrum, welches durch folgende Funktion beschrieben wird

,

Diese ist gültig für den Fall eines einzigen EFG's. Die Frequenzen w_n werden aus der Fouriertransformierten F(w) extrahiert und führen zu n_Q, w₁ und h, welcher durch das Verhältnis w₂/ w₁ bestimmt ist.