Using Terahertz Waves to Identify the Presence of Goethite via Antiferromagnetic Resonance


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Virtually every corrosion detection method reports only the presence of a material phase that denotes probable corrosion, not its spectral signature. A signature specific to the type of iron oxide corrosion product would not only confirm the presence of corrosion but also provide insight into the environment of its formation. To identify the unique spectral signature of a commonly occurring corrosion product, goethite (α-FeOOH), we performed high-resolution terahertz (THz) absorption loss measurements on a polycrystalline mineral sample of goethite, scanning from 0.045 to 1.5 THz. We report two distinct temperature-dependent absorption peaks that extend from 4.2 to 425 K. By combining X-ray diffraction and magnetic characterization on this large crystallite-sized goethite sample, we derived a Neél transition temperature of 435 K, below which the sample is antiferromagnetic. We interpret these absorption peaks as magnon transitions of the antiferromagnetic resonances, allowing precise identification of goethite, a common iron corrosion product and geological mineral, via two terahertz absorption peaks over this temperature range. This measurement technique has the potential for detecting iron-bearing oxides originating from corrosion occurring underneath layers of polymeric products and other protective coatings that can be easily penetrated by electromagnetic waves with frequencies on the order of 1 THz. Furthermore, the combined X-ray and magnetic characterization of this sample, which had a large crystallite size, also improved the previously established relationship between the Néel transition temperature and the inverse mean crystallite dimension in the [111] direction. Our results provide end-case peaks which, compared with goethite samples of smaller crystallite size and purity, will enable the extension of this non-destructive evaluation technique to real corrosion applications.

Об авторах

S. Chou

Office of Pharmaceutical Quality, Center for Drug Evaluation and Research, U. S. Food and Drug Administration, U. S. Department of Health and Human Services

Email: edward.garboczi@nist.gov
США, Silver Spring, MD, 20903

P. Stutzman

Engineering Laboratory, National Institute of Standards and Technology

Email: edward.garboczi@nist.gov
США, Gaithersburg, MD, 20899

V. Provenzano

Material Measurement Laboratory, National Institute of Standards and Technology

Email: edward.garboczi@nist.gov
США, Gaithersburg, MD, 20899

R. McMichael

Center for Nanoscience and Technology, National Institute of Standards and Technology

Email: edward.garboczi@nist.gov
США, Gaithersburg, MD, 20899

J. Surek

Communications Technology Laboratory, National Institute of Standards and Technology

Email: edward.garboczi@nist.gov
США, Boulder, CO, 80305

S. Wang

Office of Material Technology, Maryland Department of Transportation

Email: edward.garboczi@nist.gov
США, Hanover, MD, 20176

D. Plusquellic

Physical Measurement Laboratory, National Institute of Standards and Technology

Email: edward.garboczi@nist.gov
США, Boulder, CO, 80305

E. Garboczi

Material Measurement Laboratory, National Institute of Standards and Technology

Автор, ответственный за переписку.
Email: edward.garboczi@nist.gov
США, Boulder, CO, 80305

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Springer-Verlag Wien, 2017

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».