Способ измерения параметров взаимодействия между парамагнитными центрами

 

АН СССР (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

МЕЖДУ ПАРАМАГНИТНЫМИ UEHTPANH

Изобретение относится к измерению параметров взаимодействия между парамагнитными центрами радиоспектроскопическими методами и может быть использовано при различных структурных физикохимических исследованиях.

Известен способ измерения взаимодействия между парамагнитными центрами с использованием двойного электронэлектронного резонанса $1 ) .

Однако данный способ не обеспечивает возможности плавной и жестко контролируемой частоты перестройки радиочастотных генераторов.

Наиболее близким к предложенному является способ измерения параметров взаимодействия между парамагнитными центрами, включаюший помещение образца в поляризуюшее магнитное поле и формирование сигнала спинового эха от двух групп парамагнитных центров, причем возбуждение первой групщы парамагнитных центров осушествляется путем

:воздействия на образец последовательности радиочастотных импульсов, а для возбуждения второй группы парамагнитных центров используется дополнительный радиочастотный импульс, подаваемый в одном из интервалов последовательности радиочастотных импульсов t. 2) .

Однако для осуществления известного способа необходим бимодальный резонатор, обе моды которого настраиваются о на зеемановские частоты обеих групп парамагнитных центров, взаимодействие которых изучается, а также два отдельных радиочастотных генератора на этих частотах. Кроме того, необходимо, чтобы

И была обеспечена, возможность плавной и жестко контролируемой перестройки частоты одного из генераторов относительно другого s связанной с этим генератором моды колебаний резонатора. Удовлетворе о.ние этих требований в настоящее время часто встречает значительные технические трудности.

Целью изобретения является повышение точности измерений путем упрощения

3 9687 системы Ьозбуждения парамагнитных цент, PoB, Укаэанная цель достигается тем, что согласно способу измерения параметров взаимодействия между парамагнитными центрами, включающем помещение образца в поляриэуюшее магнитное поле и формирование сигнала спинового эха от двух групп парамагнитных центров, причем возбуждение первой группы парамаг- 1О нитных центров осуществляется путем воздействия на образец последовательности радиочастотных импульсов, а для возбуждения второй группы парамагнитных центров используется дополнительный 1$ радиочастотный импульс, подаваемый в одном иэ интервалов последовательности радиочастотных импульсов, дополнительный радиочастотный импульс подают на фиксированной несущей, частоте, равной несущей частоте последовательности радиочастотных импульсов, и на время действия дополнительного импульса изменяют поляриэуюшее магнитное поле в образце до величины, при которой зеемановская частота второй группы парамагнитных центров становится равной несущей частоте последовательности радиочастотных импульсов.

Технически это можно осуществить, например, посредством модуляции поляризующего магнитного поля в месте расположения образца прямоугольным импульсом, совпадающим по времени и длительности с дополнительным радиочастотным импульсом, а амплитуда и полярность импульса модуляции поляризуюшего магнитного поля должны устанавливаться такими, чтобы эеемановская частота вто- рой группы парамагнитных центров в результирующем поляризуюшем магнитном поле была равна несущей частоте последовательности радиочастотных импульсов.

Для осуществления предложенного способа используют обычный одномодовый резонатор, и один генератор радиочастотных импульсов, работающий на фиксированной частоте. Перестройка зеемановской частоты второй группы парамагнитнык центров, возбуждаемых дополнительным радиочастотным импульсом, производится нрос- $O тым изменением амплитуды модулируюшего импульса п»щяризуккцего магнитного поля.

На чертеже представлены графики, поясняющие принцип осуществления способа. S5

В координатах U» - o приведен гипо тический спектр электронного- парамагнич ного резонанса с расщеплением ДНо между

19 линиями 1 - 3, принадлежащими различным взаимодействующим парамагнитным центрам. Сигнал спинового эха наблюдают эа счет возбуждения линии 1.

В координатах Р - показано изменение радиочастотной мощности в резонаторе во времени. Импульсы 4 представляют собой возбуждающие импульсы последовательности радиочастотных импульсов с интервалом Т между ними. Через интервап с после второго возбуждающего импульса из последовательности радио частотных импульсов появляется сигнал

5 спинового эха. Дополнительный радиочастотный импульс 6 подается в пределах второго интервала Г после второго возбуждающего импульса последовательности радиочастотных импульсов.

В координатах Но — t, показано изменение попяризуюшего магнитного поля во времени. Во время действия последовательности радиочастотных импульсов и паблюдения сигнала спинового эха величина поляриэуюшего магнитного поля постоянна и равна Н,, при котором эеем&нОвская частота линии I TpHmlel B pBB на duo= /poise g - эффективное гиромагнитное отношение первой группы парамагнитных центров и равна частоте последовательности радиочастотных импульсов, Модулируюший импульс 7 амплитудой дНо совпадает по времени с дополнительным радиочастотным импульсом и несколько перекрывает его. Амплитуда импульса станавливается иэ условия

Но дИ= —, где f - эффективное гиро 3а магнитное отношение второй группы парамагнитных центров.

В координатах 0 -ЬН показано примерное изменение сигнала спинового эха в зависимости от амплитуды модулируюшего импульса. При равенстве амплитуды моделирующего импульса дНо или 2 дЦ», происходит возбуждение линий 2 или 3 и в результате происходит изменение амплитуды спинового эха

Техник -экономический эффект предложенного способа является техническим и определяется повышением точности измерений параметров взаимодействия между парамагнитными центрами, что расширяет возможности изучения физикохимических процессов в веществе. Предложенный способ позволяет извлечь новую дополнительную информацию о различных веществах, получение которой или невозможно или сопряжено со значительными трудностями.

S 9687

Формула изобретения

Способ измерения параметров взаимодействия между парамагнитными центрами, включающий помещение образца в поляризующее магнитное поле и формирование сигнала. спинового эха от двух групп парамагнитных центров, причем возбуждение первой группы парамагнитных центpos осуществляется путем воздействия tO на образец последовательности радио-„ частотных импульсов, а для возбуждения второй группы парамагнитныхцентров используется дополнительный радиочастотный импульс, подаваемый в одном иэ 15 интервалов последовательности ради частотных импульсов, о т л и ч а ю— щ и и сятем,,что,,с целью повышения точности измерений путем упрощения системы возбуждения парамагнитных цент19 d ров, дополнительный радиочастотный импульс подают на фиксированной несущей частоте, равной несущей частоте последовательности радиочастотных импульсов, и на время действия дополнительного импульса изменяют поляриэукщее магнитное поле в образце до величины, ппи которой ,зеемановская частота второй группы, парамагнитных центров становится равной несущей частоте последовательности радиочастотных импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Верц Дмс.,Болтон Дж. Теория и . практика приложения метода ЭПР. М., Мир, 1975, с. 406.

2. Авторское свидетельство СССР

N 741135, кл. 601 М 24/10, 1980 (прототип) .

Составитель В. Крутских

Редактор П. Коссей Техред М. Тепер Корректор О. Билак

Заказ 8157/72 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Финал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4