注:本实验报告仅供学习、参考,谢绝抄袭。如有发现抄袭,作者概不负责!
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1
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17
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实验
9.2
微波段电子自旋共?/p>
一、引言
电子自旋共振?/p>
Electron Spin Resonance
,简?/p>
ESR
)也称电子顺磁共振(
Electron Para-
magnetic Resonance
,简?/p>
EPR
),?/p>
1944
年由扎伏伊斯基首先观测到的,它是磁共振波?/p>
学的一个分支?/p>
在探索物质中未耦合电子以及它们与周围原子相互作用方面,
顺磁共振具有
很高的灵敏度和分辨率?/p>
并且具有在测量过程中不破坏样品结构的优点?/p>
目前它在化学?/p>
?/p>
理,生物和医学等领域都获得了广泛的应用?/p>
二、实验目?/p>
1.
本实验的目的是在了解电子自旋共振原理的基础上,学习用微波频段检测电子自旋共?/p>
信号的方法?/p>
2.
测定
CuSO
4
·
5H
2
O
单晶体?/p>
DPPH
中电子的
g
因子和共振线宽?/p>
3.
了解、掌握微波仪器和器件的应用?/p>
4.
学习利用锁相放大器进行小信号测量的方法?/p>
三、实验原?/p>
电子自旋共振研究的对象是有未偶电?/p>
(即未成对电子)
的物质,
如具有奇数个电子?/p>
原子和分子,
内电子壳层未被填满的原子和离子,
受辐射或化学反应生成的自由基以及固体
缺陷中的色心和半导体?/p>
金属等。通过对物质的自旋共振谱的研究,可以了解有关原子,?/p>
子及离子中未偶电子的状态及周围环境方面的信息,
从而获得有关物质结构的知识?/p>
例如?/p>
固体色心的自旋共振的研究,从谱线的形状?/p>
线宽?/p>
g
因子?/p>
可以估算出缺陷的密度?/p>
了解
缺陷的种类,缺陷上电子与电子的相互作用,电子与晶格的相互作用的性质等?/p>
电子自旋共振可以研究电子磁矩与外磁场的相互作用,通常发生在波谱中的微波波段,
而核磁共振(
NMR
)一般发生在射频范围。在外磁场的作用
下的能级发生分裂,通常认为
是塞曼效应所引起的。因此可以说
ESR
是研究电子塞曼能级间的直接跃迁,?/p>
NMR
则是
研究原子核塞曼能级间的跃迁?/p>
也就是说?/p>
ESR
?/p>
NMR
是分别研究电子自旋磁矩和核磁?/p>
在外磁场中磁化动力学行为?/p>
1.
电子自旋磁偶极矩