Способ измерения параметров анизотропии парамагнитных веществ

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ АНИЗОТРОПИИ ПАРАМАГНИТНЫХ ВЕI ЩЕСТВ, включающий регистрацию спектров электронного парамагнитного резонанса на частоте модуляции магнитного поля и измерение эффективных значений о. -факторов при различных ориентациях образца относительно направления поляризующего магнитного поля, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и сокращения времени измерения параметров анизотропии парамагнитных веществ, на образец воздействуют переменным модулирующим магнитным полем, вектор которого вращается в плоскости, : перпендикулярной вектору поляризующего магнитного поля, регистрируют сигнал ЭПР на частоте модуляции этого поля и измеряют его фазовую задержку при трех ориентациях образца, S одна из которых соответствует совмещению направления одной из граней кристалла с направлением вектора поляризующего магнитного поля, а две другие задаются поворотом образца на фиксированные углы вокруг двух ортогональных друг другу и направлению поляризующего магнитного поля осей. 00 N9 СО ю

СОКИ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ,l

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3725682/24-25 (22) 13.04.84 (46) 30.09.85. Бюл. 9 36 (72) Н.И.Зотов, В.Н.Линев, В.А.Муравский, В.А.Фигурин и Е.Я.Фурса (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени государственный университет им. В.И.Ленина (53) 538.113(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 392396, кл. С 01 N 27/78, 1972.

Жидомиров Г.М. и др. Интерпретация сложных спектров ЭПР. — М.:

Наука, 1975, с. 75-81. (54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТР0В АНИЗОТРОПИИ ПАРАМАГНИТНЫХ BE ЩЕСТВ, включающий регистрацию спектров электронного парамагнитного резонанса на частоте модуляции магнитного поля и измерение эф фективных значений о.-факторов при различных ориентациях образца

„„Я0„„1182362. А относительно направления поляриэующего магнитного поля, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения точности и сокращения времени измерения параметров анизотропии парамагнитных веществ, на образец воздействуют переменным модулирующим магнитным полем, вектор которого вращается в плоскости, перпендикулярной вектору поляризующего магнитного поля, регистрируют сигнал ЭПР на частоте модуляции этого поля и измеряют его фаэовую задержку при трех ориентациях образца, одна из которых соответствует совмещению направления одной из граней кристалла с направлением вектора поляризующего магнитного поля, а две другие задаются поворотом образца на фиксированные углы вокруг двух ортогональных друг другу и направлению поляризующего магнитного поля осей.

1182362

Изобретение относится к технической физике, в частности к технике электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), и может быть использовано в экспериментах по исследованию анизотропных свойств парамагнитных вещесTB.

Цель изобретения — повышение точности и сокращение времени измерения параметров анизотропии парамагнитных веществ.

На чертеже представлена блоксхема устройства, реализующего предлагаемый способ измерения параметров анизотропии парамагнитных веществ.!

Устройство состоит из исследуемого образца 1, рабочего резонатора 2, электромагнита 3, являющегося источником поляризующего магнитного поля, блока 4 управления магнитным полем, блока 5 СВЧ, двух пар катушек 6 и 7 модуляции, блока 8 модуляции и блока 9 регистрации, 25

Исследуемый образец 1 помещают в рабочий резонатор 2, расположенный между полюсами электромагнита 3, являющегося источником поляризующего магнитного поля. Электромагнит 3 подключен к блоку 4 управления магнитным полем. Сверхвысокочастотное (СВЧ) поле возбуждается в рабочем резонаторе 2 с помощью блока 5 СВЧ.

При выполнении условия резонанса на выходе блока 5 СВЧ формируется сиг35 нал ЭПР на частоте модуляции.

Предлагаемый способ основан на воздействии на исследуемый образец вращающегося магнитного поля и измерении возникающей вследствие анизотропии образца фазовой задержки регистрируемого сигнала относительно модулирующего.

Вращающееся модулирующее магнитное поле, вектор которого Иц перпендикулярен поляризующему магнитному полю Йо, создается с помощью двух ортогональных друг другу пар катушек 6 и 7 модуляции, на которые подается гармонический сигнал модуляции с блока 8 модуляции. Для создания вращающегося магнитного поля сигналы, подаваемые в катушки 6 и 7, сдвинуты по фазе на 90, Иодуляция резонанс 5 ных условий магнитным полем Н приводит к во никновению фазовой задержки „ между модулирующим сигналом и откликом образца на этот сигнал, причем величина задержки зависит от степени анизотропии исследуемого образца. Сигнал ЭПР на частоте модуляции магнитного поля и его фазовый сдвиг относительно сигнала модуляции измеряются с помощью блока

9 регистрации.

Измерив резонансное значение магнитного поля и определив эффективное значение 9. -фактора в трех положениях образца: вектор поляризующего о магнитного поля составляет угол 0 с осью Z лабораторной системы координат, после поворота вокруг оси

Х на угол б((например 30. ), после поворота на фиксированный угол в вокруг оси Y.ëàáoðàòoðíoé системы координат (углы 0 и /3 одновременно не могут быть равными 90 ), полностью определяют все шесть независимых компонент симметричного ф -тензора.

Для определения главных значений

9 -тензора и направляющих косинусов магнитных осей кристалла в лабораторной системе координат используют известную методику.

Пример. Q помощью предлагаемого способа измеряют анизотропные свойства окиси магния И О, содержащей дефектные центры V -типа. Ис1 следуемый образец вырезают таким образом, что три его грани образуют в пространстве прямой угол. Направление этих граней задает направление осей Х, У, и 7 лабораторной системы координат. Поворот образца на фиксированные углы осуществляют с помощью простого гониометрического устройства.

Измерения выполняют на радиоспектрометре фирмы "Вариан" Е112, в который введены дополнительные устройства, выполняющие функции в соответствии с формулой изобретения. Час- . тота модуляции составляет 1 кГц. Катушки модуляции, создающие вращающееся модулирующее магнитное поле, располагают, с внешней стороны рабочего резонатора, они обеспечивают амплитуду модуляции IЙ =10 Э. Точность измерения фазы регистрируемого сигнала ЭПР составляет +0,1 .

Продолжительность измерений с помощью предлагаемого способа составляет около 5 мин. Кроме того, измерения могут быть легко автоматизировлны.

1182362 та стнала ЭПР

Составитель А. Федоров

Редактор А.Лежнина . Техред С.Мигунова Корректор M.Äåì÷èê

Заказ 6096/40 Тираж 896 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4