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向上和向下。这样在外加磁场下磁场方向为向

电子顺磁共振谱仪

童伟

(2009-09-06)

强磁场科学中心EPR 性能

仪器型号:EMX-10/12 plus

制造厂商:德国Bruker 公司

主要技术指标:

磁场强度:磁极距72mm 时,最大1.45T

扫场分辨率:128000点

微波频率:X-波段 9.2-9.8GHz

灵 敏 度:1.5×109自旋数/G

液氮变温:100K -700K

液氦变温:1。8K -300K

电子顺磁共振(electron paramagnetic resonance , EPR)又叫电子自旋共振(electron spin resonance , ESR),于1945首次被Zavoisky 在固体中检测到。由于高灵敏度以及对被测对象无破坏和介入的特点,使得它成为理想的分析手段之一。事实上,现在EPR 已经被广泛应用到物理,化学,材料,生物和医学等许多领域。

1. 基本物理

电子顺磁共振是物质中彼此孤立或相互作用很小的未成对电子系统的共振现象,经典的描述方式把电子顺磁共振看成是自由电子磁矩,原子或分子磁矩绕恒定磁场的Larmor 进动。量子力学则描述为由恒定磁场下产生的Zeeman 分裂能级间的量子跃迁。 我们知道,电子具两种自旋量子态1/2s M =±,相应的自旋磁矩也有两种取向-向“上”和向“下”。这样在外加磁场下0B (磁场方向为向上),就形成两个能级为

0012

B s B E g B M g B μμ==± (1.1) 其中g 是朗德因子,B μ是波尔磁子。1/2s M =-对应自旋磁矩平行于外场能量低,

向上和向下。这样在外加磁场下磁场方向为向

图 1 自旋态能量随外加磁场变化示意图。

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