Способ исследования вещества методом электронного парамагнитного резонанса

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН Д 11 с 1 С О 1 И 24 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ныи уни"нина уллин вопроров Эйствия сы ПР -еоскопной ре Г.М.Спекпин-решет ксациирвал тв в ин парам темпе нитных вещ тур 2 - 60 сперимента- Приборы и тех 1961, Р 5, с.109 ника 112. ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИИ(56) Гешвинд С. Специальнысверхтонкой структуры спекВ кн,: Сверхтонкие взаимодтвердых телах. М.: Мир, 19 еЯОао 1326972 А 1(54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕЩЕСТВА МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОННОГО ПАРАМАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА(57) Изобретение относится к технике электронного парамагнитного резонанса и может быть применено для исследований магнитных и релаксационных свойств возбужденных состояний пара- магнитных центров в твердых телах . при температурах жидкого гелия, Целью изобретения является расширение класса исследуемых объектов и функциональных возможностей способа. В образце возбуждают звуковые колебания частоты, соответствующей резонансным переходам между основным и возбужденным уровнями парамагнитного центра, Е в виде последовательности импульсов наносекундной длительности. Регистри- ф ф руют сигналы ЭПР и релаксационные С, процессы на частоте следования этих звуковых импульсов. 4 ил.Изобретение относится к техникеэлектронного парамагнитного резонанса (ЭПР) И может быть применено дляисследований магнитных и релаксадцион-,ных своддств возбужденньдх состоянийпарамагнитных центров (ПЦ) в твердьлстелах при температурах жидкого гелия,а также в области теразвуковой дефекТОСД(ОПИИ, 10Цель изобретения - расширение класса исследуедгьгс объектов и Функциональ.ных возможностей способа,На фиг,1 показано устройство резонатора; на фиг,2 - блок-схема спектрометра ЗПР, реализующего предлягаемьй способ; на фиг.З - релаксационная кривая амплитудьд 1 сигнала ЗПРОт первого возбужденнОГО дублета Едв. к 1,ддсталле ьдУГ, при теддддературе;О4,2 К на частоте наблюдения 36,4 Г 1 цна фддд,4 - спектр зпР от первого нГ 3+вто 1 эого возбух(денддьг( дубле гон .,д"в кристалле 1.д.дР при температуре4,2 К па частоте наблюдения Зб 4 ГГП.Для ддабдддцце дия сигналов ЭПР отвозбужденных сосдояддддй ПЦ с энергиейуровддей Е 50 см при температурахжидкого гелия помещают исследуемыйобразец 1 в отражательный измерительньй резонатор 2, наклацывают па образец СВЧ магнитное поле, которое создают подачей СВЧ-мощности от СВ 1-генератора 3 через циркулятор 4 ПО воддноводу 5 в резонатор при сонддадсддддичастоты колебаний СВЧ-генератора нсобственной частотьд резонатора, и спомощью электромагнита 6 - постоянное магнитное попе Н, обеспечивающееусловие наблюдения ЭЦР ПЦ дэ ьозбуж,0денном состоянии. С помощью генерато,ра 7 звука, управляемого генератором8 электрических импульсов, возбуждаютв образце звуковые колебания частоты,соответствующей резонансным перехо"дам между основным и возбужденнымуровнями ПЦ, в виде последовательности импульсов наносекунцной длительности. Возникающий после действиязвукового импульса сигнал ЭПР регистрируют с помощью супергетеродинногоприемника 9 и многоканального анали-,затора 10 импульсов, синхропизованного с частотой следсэвания импульсовгенератора 8, 55Экспериментальная проверка способа.проводилась на супергетеродинномЭПР-сддектрометре с рабочей частотой36,4 ГГц и полосой пропускания 8 МГц. Использовался отражательный резонатор цилиндрического типа на волну Н который помещался в сосудьд Дьюара для работы при температурах жидкого гелия. Исследуемьй образец диаметром 2,5 мм помещался одним торцом в пучность магнитного СВЧ-поля резонатора через центральное отверстие настроечного бесконтактного поршня. В опытах применялись генератор электрических импульсов Г 5-27 А и многоканальный анализатор импульсов с числом каналов 800 и временным разрешениемЗвуковые колебания с энергией Е50 см(область теразвука) могут быть возбуждены в твердых телах при температурах жидкого гелия известными генераторами, которые представляют собой либо металлическую пленку, либо пленочный туннельньй диод, либо пленку кристалла с активными центрами. В этих устройствах генерация теразвука происходит при подаче на пленку электрических или световых импульсовПри проверке способа в качестве генератора теразвука применялась констаитановая пленка сопротивлением 25 См, которая наносилась на торец исследуемого образца, находящийся вне резонатора, вакуумным распылением и на. которую подавались электрические импульсы длительностью 200 нс и амплитудой 18 В, Исследуемый образец - кристалл 1.д.УЕ с примесью ионов Ег - предст влял собой цилиндр диаметром 2,5 мм и длиной 5 мм. При выполнении условий резонанса для первого возбуж,ценного дублета (Е=17 см) Егв 1,171.,д впервые наблюдался релаксационньй процесс в возбужденном состоянии ПЦ (фнг.З), который характеризуется временами задержки 7 , нарастания и спада, Время зацержки определялось рехсимом распространения теразвука в кристалле, а времена нарастания и спада - величиной спин-решеточного взаимодействия, На фиг,4 показан спектр ЗПР от первого (Е=17 см )и второго (Е = 28 см " ) возбужденных дублетов Егв 1 ЛУР 1Сигнал ЭПР от,цублета с энергией 28 см получен впервые.Предлагаемьй способ может быть использован для изучения режимов распространения теразвука в твердых телах, причем регистрация звука часто 1326972ты 10" Гц осуществляется на сравнительно низкой частоте наблюдения ЭПРФормула изобретения 5Способ исследования вещества методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), заключающийся в том,что исследуемый образец с парамагнитными центрами (ПЦ) помещают в отражательный измерительный резонатор, накла. дывают на образец сверхвысокочастотное магнитное поле и постоянное магнитное поле, обеспечивающие условия 15 ЭПР между подуровнями ПЦ, возбуждаютб состояния вещества с энергией уровней Е ( 50 смпри температурах жидкого гелия, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения классаисследуемых объектов и Функциональных возможностей способа, возбуждаютсостояния с помощью звуковых колебаний частоты, соответствующей резонансным переходам между основным ивозбужденным уровнями ПЦ, в виде последовательности импульсов наносекундной длительности и регистрируют сиг-.налы ЭПР и релаксационные процессына частоте следования этих звуковыхимпульсов.8. Составитель А.Фед ТехрецЛ.Оликнык Редактор И Ор 39 Тираж 776ВНИИПИ Госупарстценного кпо делам изобретений и113035 Москва, Ж, Рауш аказ 3 едприятие, г. Уж О ственно-полиграфическое ПодпиСнсиитета СССРоткрытийская наб., д.