通过植入 $^{8}$Li^{+}$ 的 NMR 研究合成石英中锂离子动力学

我们报告了在合成α-硅氧化物（石英）单晶中植入 $^{8}$Li^{+}$ 的 β-检测核磁共振（β-NMR）测量结果。在6.55 Tesla场下，谱线由一个大幅度宽谱和一个仅通过射频comb激励才能显现的四极谱多峰组成。四极分裂 surprisingly 小，随温度升高，并提供关于植入位置的信息。超胞密度泛函理论计算表明，较小的电场梯度（EFG）与位于通道内空位位点（Wyckoff 3a）相符。自旋-栋格松弛意外地快且高度温度依赖，在200 K以上出现扩散峰，低温处出现第二个更显著的松弛峰。对扩散松弛的分析给出了孤立Li⁺的活化能为178(43) meV，介于其他测量值和计算值之间。为解释数据中的许多其他特征，建议部分植入的离子捕获一个电子，形成稳定的中性Li⁰，其在狭窄温度范围内保持稳定。