УСТРОЙСТВО для ОБНАРУЖЕНИЯ МАГНИТНО- АНИЗОТРОПНЫХ КРИСТАЛЛОВ Советский патент 1973 года по МПК G01N24/10 

1

Изобретение относится к области магнитной радиоспектроскопии и может быть применено для обнаружения кристаллов, обладающих зависимостью высокочастотного парамагнитного поглощения от ориентации в магнитном поле, т. е. дающих анизотропный спектр ЭПР.

Магнитно-анизотропные кристаллы в образце можно обнаружить путем вращения образца в резонаторе ЭПР спектрометра. Эта операция занимает определенное время и неудобна, поскольку необходимо наблюдать угловые изменения спектра ЭПР.

В предложенном устройстве катушки модуляции расположены в зазоре электромагнита так, что их ось перпендикулярна направлению основного поляризующего тюля.

Это позволяет выделять только ту составляющую сигнала ЭПР, которая идет на частоте модуляции, т. е. регистрировать лишь анизотропную часть спектра ЭПР.

На чертеже показана блок-схема предложенного устройства.

Схема содержит резонатор У или резонансный контур, образец 2, катушки 3, 4, создающие перпендикулярную модуляцию магнитного поля, генератор 5 низкой частоты, питающий модуляционную петлю, ВЧ-тракт 6, синхронный детектор 7, самописец 8 и осциллограф 9.

Устройство работает следующим образом.

Катушки модуляции располагают так, чтобы магнитное ноле, создаваемое проходящим по ним током, было перпендикулярно приложенному магнитному полю развертки Ни.

Оптимальная величина протекающего в катушках тока зависит от вида спектра ЭПР: чем шире линии спектра, тем большее модулирующее поле требуется, а, следовательно, и больший ток.

С генератора низкой частоты подается опора на синхронный детектор, детектирующий сигнал ЭПР. При одновременной развертке постоянного поля и ВЧ-модуляции магнитное поле, действующее на образец, в любой момент

времени является векторной суммой линейно

меняющегося поля развертки Н и примерно на

порядок меньшего модулирующего поля Ни.

Если линия спектра ЭПР не зависит от угла,

то ее положение на развертке ноля нрактически не меняется, так как Ни по величине мало отличается от HI. Если же спектр анизотропен, а это может быть только при наличии монокристаллов в пробе, линия спектра движется по развертке поля с частотой перпендикулярной модуляции.

Сигнал ЭПР при наличии в образце монокристалла модулируется на этой частоте, тогда синхронный детектор 7 выделяет сигнал, который фиксируется с помощью самописца 8

или наблюдается на осциллографе 9.

Как показали измерения, чувствительность обнарул :ения кристаллов рубина (примесь Мп2-|- 0,01%) составляла 5 Ю- смз, кальцита (примесь Сг « 0,01%) 10-6 см.

Предмет изобретения

Устройство, для обнаружения магнитноанизотропных кристаллов, содержащее спектрометр электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), включающий электромагнит с

зазором, катушки модуляции магнитного поля и синхронный детектор для регистрации сигнала на частоте модуляции, отличающееся тем, что, с целью выделения анизотропной составляющей спектра ЭПР, обусловленной присутствием в исследуемом образце магнитно-анизотропных кристаллов, катущки модуляции расположены в зазоре электромагнита так, что их ось перпендикулярна направлению основного поляризующего поля.