Способ измерения времени парамагнитной релаксации

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Реслублик(51)Ъ,Кл е 6 01 М 27/78 Государствеииык комите Совета Мииистроа ССС 538,113 (088.8) 53) У,77. Бюллет лам изобретн открытий вано 5) Дата опубликования описания 2) Автор изобретени М, Батяев 1) Заявител Пермскии ордена Трудового Красного Знаменигосударственный университет имени А. М, Горьк(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМПАРАМАГНИТНОЙ РЕЛАКСАЦИИ и Предлагаемое изобретение относится к спект 1 роскопии электронного парамагнитного резонанса и может быть использовано для измерения времен релаксации в электронных парамагнетиках.В спектроскопии магнитного резонанса для релаксационных измерений наиболее широко,применяются импульсные методы, основанные на создании,неравновесного состояния в изучаемом парамагнетике (опин-системе) и наблюдении затем за процессом релаксации системы к равновесному состоянию.Известен способ, заключающийся в воздействии на изучаемую спин-систему высокочастотным магнитным полем Н, и адиабатически быстром, прохождении через резонанс изменением поляризующего магнитного поля Н ,и наблюдении затем (в присутствии ненасыщающего высокочастотного поля или без него) процесса релаксации, вектора наманниченности спин-системы, из которого и определяются времена релаксации Ц.Однако известно, что эффективное обраще. ние вектора намагниченности при аднабатически быстром,прохождении возможно лишь при выполнении условия Н,: ЛН, где ЛН ширина линии поглощения. Следовательно, в указанных методах, при тгрохождении через резонанс на спин-систему необходимо воздействовать импульсом высокочастотного магнитного поля большой мощности. В электронном пар амагнитном резонансе условие Н, ЛН выполнить весьма трудно, что ведет либо к невозможности применения указан еых методов, либо к снижению их точностии чувствительности.Ближайшим техническим решением к предлагаемому изобретению является способ измерения времен парамагнитной релаксации, заключающийся в том, что на изучаемую спиновую систему воздействуют поляризующим магнитным полем и высокочастотным насыщающим магнитным полем 12.В известном способе требуется формирование импульсов вь 1 сокочастотного магнитного поля с большим отношением мощностей зо включенном и выключенном состоянии, что представляет собой сложную радиотехничес,кую задачу.При попадании такого импульса на входчувствительного приемника полезных сигналов приемник на некоторое время (время нечувствительности) теряет способность усиливать сигналы. Следозательно, в данном с учао нельзя замерять зр ме а релаксации короче,времени нечувствительности приемника, Применение же известных методов уменьшения времени нечувствительности сильно усложняет аппаратуру.зо Наконец, чувствительность метода м568891 Составитель В. Филиппов Текред И. Семенов Редактор Я. Шубина корректор В. Гутман 3 пкгз 670/908 Изд. М 677 Тираж 1109 Подписное Ц 14 И 11 П 11 Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, )К, Ргушекгя паб., д. 4/5Тпп. Хгрьк, фнл, пред. Патент пульсного насыщечия ограничена тем обстоятельством, что регистрацию релаксационного процесса необходимо вести при уроэне мощности высокочастотного магнгитного поля далеком от насыщения.Целью изобретения является увелнчение чувствительности и упрощение аппаратурного оформления процесса измерений,Это достигается тем, что по предлагаемому способу неравновесное состояние спинозой системы создают путем неадиабатически быстрого изменения поляризующего поля, а затем наблюдают релаксационный процесс в насыщающем высокочастотном поле.Способ осуществляется следующим образом. Изучаемая спин-система помещается в поляризующее магнитное поле Н .и перпендикулярное ему высокочастотное магнитное поле Н,. уН;аТ,Та=1, где Т 1 и Т, времена продольной и поперечной релаксации системы, у - гиромагчитное отношение изучаемых сп 1 внов, и оз= 7 Н, со - частота колебаний магнитного поля Н,. После установления стационарного режима создается неравновесное состояние спин-системы путем резкого (за время, меньд,Ншее Ть Т ) уНР) изменения бН поляЮризующего магнитного поля. бН) ЛН, где ЛН - ширина линии поглощения. При этом происходит релаксация продольной М и поперечных Мх и Мк составляющих вектора на - :фмагниченности М спин-системы к новому равновесному состоянию и регистрируется мощность Р, поглощаемая спин-системой, откуда и определяются времена релаксации,После установления в новом состоянии стационарного режима 0 поглощение мощности спин-системой отсутствует) магнитное поле Н резко изменяется на величину бН в об.ратном .нап 1 равленич. Так как это эквивалентно включению резонансного высокочастотного магнитного поля, то наблвдаются переходные нутации, затухающие со временем 2 (т- -Т-1.12Поскольку в изложенном методе в отличие от метода импульсного насыщения используются импульсы поляризующего магнитного поля и регистрация переходных сигналов ведется при уровне мощности высокочастотного поля, близком к насыщению, то устраняются вышьизложенкые недостатки метода импульсного насыще 11 ия и достигается более высокая чувствительность.Для измерения используется сврийный ста.ционарный ЭПР-спекгрометр, к которому добавлена широкополосная регистрирующая система, а также генератор импульсов тока и модулирующие катушки для создания импульсов поляризующего поля.По сравнанию с методом импульсного:насыщения предложенный метод игмеет преимущества, так как используется более простая аппаратура и достгигается более высокая чувствительность при широком диапазоне измеряемых времен релаксации. 25 Формула изобретения Способ измерения времен парамагпитнойрелаксации, заключ ающийся в том, что на изучаемую спиновую систему воздействуют 30 поляризующим магнитным полем и высокочастотным насыщающим магнигным полем, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения чувсгвительности и упрощения аппа ратурнаго оформления процесса измере ний, неравновесное состояние спиновой системы создают путем неадиабаничеоии быстрого изменения поляризующего поля, а затем наблюдают,релаксационный процесс в насыщающем высокочастотном поле.40 Источники информации, принятые во внимание при эксперпизе:Патент Великобританиями1319461,кл. б 01 М 27/78, опублик. 1973.45 2, Раня С. г. е 1 а 1 Р 1 гес 1 теаяцгегпеп 1 оЕ 1 ес 1 гоп яр 1 п па%се Ке 1 аха 11 оп 1 ппея - РЬуяКе, 1958, П 1, 1268.