Способ измерения параметров анизотропии парамагнитных веществ Советский патент 1985 года по МПК G01N24/10 

Изобретение относится к технической физике, в частности к технике электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), и может быть использовано в экспериментах по неследованию анизотропных свойств парамагнитных веществ. Цель изобретения - повьшенне точности и сокращение времени измерения параметров анизотропии парамагнитных веществ. На чертеже представлена блоксхема устройства, реализующего пре лагаемый способ измерения параметров анизотропии парамагнитных веществ. Устройство состоит из исследуемого образца 1, рабочего резонатора 2, электромагнита 3, являющегося источником поляризующего магнит ного поля, блока 4 управления магн ным полем, блока 5 СВЧ, двух пар к тушек 6 и 7 модуляции, блока 8 модуляции и блока 9 регистрации, Исследуемый образец 1 помещают в рабочий резонатор 2, расположенный между полюсами электромагнита являющегося источником поляризующе магнитного поля. Электромагнит 3 подключен к блоку 4 управления маг нитным полем. Сверхвысокочастотное (СВЧ) поле возбуждается в рабочем резонаторе 2 с помощью блока 5 СВЧ При выполнении условия резонанса н выходе блока 5 СВЧ формируется сиг нал ЭПР на частоте модуляции. Предлагаемый способ основан на воздействии на исследуемый образец вращающегося магнитного поля и изм рении возникающей вследствие анизотропии образца фазовой задержки регистрируемого сигнала относитель модулирующего. Вращающееся модулирующее магнит поле, вектор которого Н перпенди кулярен поляризующему магнитному полю HQ, создается с помощью двух ортогональньпс друг другу пар катушек 6 и 7 модуляции, на которые по ется гармонический сигнал модуляци с блока 8 модуляции. Г(ля создания вращающегося магнитного поля сигнал подаваемые в катушки 6 и 7, сдвину по фазе на 90°. Модуляция резонанс ных условий магнитным полем Н при водит к возникновению фазовой задержки У между модулирующим сигн лом и откликом образца на этот сиг нал, причем величина задержки зависит от степени анизотропии исследуемого образца. Сигнал ЭПР на частоте модуляции магнитного поля и его фазовьй сдвиг относительно сигнала модуляции измеряются с помощью блока 9 регистрации. Измерив резонансное значение магнитного поля и определив эффективное значение д. -фактора в трех положениях образца: вектор поляризующего магнитного поля составляет угол О с осью Z лабораторной системы координат, после поворота вокруг оси X на угол с( (например 30°), после поворота на фиксированный угол вокруг оси Y- лабораторной системы координат (углы oi и /3 одновременно не могут быть равными 90°), полностью определяют все шесть независимых компонент симметричного J -тензора. Для определения главных значений -тензора и направляющих косинусов магнитных осей кристалла в лабораторной системе координат используют известную методику. Пример. С помощью предлагаемого способа измеряют аниз-отропные свойства окиси магния М, содержащей дефектные центры V -типа. Исследуемый образец вырезают таким образом, что три его грани образуют в пространстве прямой угол. Направление этих граней задает направление осей X, У, и Z лабораторной системы координат. Поворот образца на фиксированные углы осуществляют с помощью простого гониометрического устройства. Измерения выполняют на радиоспектрометре фирмы Вариан Е112, в которьй введены дополнительные устройства, выполняющие функции в соответствии с формулой изобретения. Частота модуляции составляет 1 кГц. Катушки модуляции, создающие вращающееся модулирующее магнитное поле, располагают , с внешней стороны рабочего резонатора, они обеспечивают амплитуду модуляции Э. Точность измерения фазы регистрируемого сигнала ЭПР составляет 10, l. Продолжительность измерений с помощью предлагаемого способа составляет около 5 мин. Кроме того, измерения могут быть легко автоматизировя ны.

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