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xi
5 Mössbauer Spectroscopy with High Spatial Resolution:
Spotlight on Geoscience . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
Catherine McCammon
5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
5.2 Mössbauer Sources for High Spatial Resolution . . . . . . . . . . . . . . . . 223
5.2.1 Conventional Radioactive Source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
5.2.2 High Specific Activity (Point) Radioactive Source . . . . . . . 225
5.2.3 Synchrotron Source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
5.2.4 Mössbauer Source Comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
5.3 Measurement Approach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
5.3.1 Energy and Time Domain Comparison: Spectral
Deconvolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
5.3.2 Energy and Time Domain Comparison: Counting
Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
5.4 Practical Considerations for Small Beam Size . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
5.4.1 Spectrometer Geometry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
5.4.2 Sample Preparation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
5.4.3 Texture Effects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
5.4.4 Sample Thickness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
5.5 Analysis Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
5.5.1 Spectral Deconvolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
5.5.2 Mapping on a Microscopic Scale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
5.6 Applications of High Spatial Resolution Measurements . . . . . . . . . 245
5.6.1 In Situ High-Pressure Studies with a Radioactive
Source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
5.6.2 In Situ High-Pressure Studies with a Synchrotron
Source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
5.6.3 Ex Situ High-Pressure and/or High-Temperature
Studies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
5.6.4 Inclusions in Diamond . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
5.6.5 Rare and/or Unusual Natural Samples . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
5.6.6 Heterogeneous Samples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
5.7 Conclusions and Outlook . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
6 Molecular Magnetism of Metal Complexes and Light-Induced
Phase Transitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
Norimichi Kojima and Atsushi Okazawa
6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
6.2 Spin Crossover Phenomena . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
6.2.1 Static and Dynamic Spin Crossover Phenomena . . . . . . . . . 269
6.2.2 Dynamic Spin Crossover Phenomena
of A[M
II Fe
III (mto) 3 ] (A = Counter Cation; M = Zn,
Cd; mto = C 2 O 3 S) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
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Spotlight on Geoscience . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
Catherine McCammon
5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
5.2 Mössbauer Sources for High Spatial Resolution . . . . . . . . . . . . . . . . 223
5.2.1 Conventional Radioactive Source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
5.2.2 High Specific Activity (Point) Radioactive Source . . . . . . . 225
5.2.3 Synchrotron Source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
5.2.4 Mössbauer Source Comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
5.3 Measurement Approach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
5.3.1 Energy and Time Domain Comparison: Spectral
Deconvolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
5.3.2 Energy and Time Domain Comparison: Counting
Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
5.4 Practical Considerations for Small Beam Size . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
5.4.1 Spectrometer Geometry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
5.4.2 Sample Preparation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
5.4.3 Texture Effects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
5.4.4 Sample Thickness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
5.5 Analysis Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
5.5.1 Spectral Deconvolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
5.5.2 Mapping on a Microscopic Scale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
5.6 Applications of High Spatial Resolution Measurements . . . . . . . . . 245
5.6.1 In Situ High-Pressure Studies with a Radioactive
Source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
5.6.2 In Situ High-Pressure Studies with a Synchrotron
Source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
5.6.3 Ex Situ High-Pressure and/or High-Temperature
Studies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
5.6.4 Inclusions in Diamond . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
5.6.5 Rare and/or Unusual Natural Samples . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
5.6.6 Heterogeneous Samples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
5.7 Conclusions and Outlook . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
6 Molecular Magnetism of Metal Complexes and Light-Induced
Phase Transitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
Norimichi Kojima and Atsushi Okazawa
6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
6.2 Spin Crossover Phenomena . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
6.2.1 Static and Dynamic Spin Crossover Phenomena . . . . . . . . . 269
6.2.2 Dynamic Spin Crossover Phenomena
of A[M
II Fe
III (mto) 3 ] (A = Counter Cation; M = Zn,
Cd; mto = C 2 O 3 S) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273