Сдвиг Найта — это сдвиг частоты ядерного магнитного резонанса (ЯМР) парамагнитного вещества, впервые опубликованный в 1949 году физиком из Калифорнийского университета в Беркли Уолтером Д. Найтом . [1] [2] [3]
Для ансамбля из N спинов в поле магнитной индукции ядерный гамильтониан для сдвига Найта выражается в декартовой форме следующим образом: [4]
, где для i -го спина — гиромагнитное отношение , — вектор декартовых операторов ядерного углового момента , матрица — тензор второго ранга , аналогичный тензору экранирования химического сдвига .
Сдвиг Найта относится к относительному сдвигу K в частоте ЯМР для атомов в металле (например, натрии) по сравнению с теми же атомами в неметаллической среде (например, хлориде натрия ). Наблюдаемый сдвиг отражает локальное магнитное поле, создаваемое в ядре натрия намагничиванием электронов проводимости. Среднее локальное поле в натрии увеличивает приложенное резонансное поле примерно на одну часть на 1000. В неметаллическом хлориде натрия локальное поле пренебрежимо мало по сравнению с этим.
Сдвиг Найта обусловлен электронами проводимости в металлах. Они вносят «дополнительное» эффективное поле в ядерный центр из-за ориентации спина электронов проводимости в присутствии внешнего поля. Это отвечает за сдвиг, наблюдаемый в ядерном магнитном резонансе. Сдвиг происходит из двух источников, один из которых — парамагнитная спиновая восприимчивость Паули, другой — волновые функции s-компоненты в ядре.
В зависимости от электронной структуры сдвиг Найта может зависеть от температуры. Однако в металлах, которые обычно имеют широкую безликую электронную плотность состояний, сдвиг Найта не зависит от температуры.