SU1061015A1

SU1061015A1 - Paramagnetic center spin determination method

Info

Publication number: SU1061015A1
Application number: SU813285441A
Authority: SU
Inventors: Дмитрий Петрович Ерчак; Иван Зенонович Рутковский; Вячеслав Фомич Стельмах; Григорий Григорьевич Федорук
Original assignee: Научно-Исследовательский Институт Прикладных Физических Проблем Им.Акад.А.Н.Севченко
Priority date: 1981-02-09
Filing date: 1981-02-09
Publication date: 1983-12-15

Abstract

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СПИНА ПАРАМАГНИТНЫХ ЦЕНТРОВ С ПОМОЩЬЮ сигналов магнитного резонанса, отличающийс тем, что, с целью упрощени измерений при плохом разрешении спектров магнитного резонанса , измер ют частоты нестационарных осцилл ции при одной и той же величине радиочастотного пол дл центров со спином, равным 1/2, и исследуемых центров, а величину-измер емого спина 1 определ ют из выражени где . - частоты нестационару ных осцилл ции дл исследуемых центров и центров со спиноМ|{ равным 1/2; 1 -l/2 - соответствующие им - факторы.METHOD FOR DETERMINING THE SPIN OF PARAMAGNETIC CENTERS BY MEANS OF Magnetic Resonance Signals, characterized in that, in order to simplify measurements with poor resolution of magnetic resonance spectra, non-stationary oscillation frequencies are measured at the same magnitude of the radio frequency field for centers with a spin of 1/2 , and the centers under study, and the magnitude of the measured spin 1 is determined from the expression where. —frequencies of nonstationary oscillations for the studied centers and centers with a spin | {equal to 1/2; 1 -l / 2 - the corresponding factors.

Description

Изобретение относится к радиоспектроскопии и может быть использовано для определения природы и свойств парамагнитных центров.The invention relates to radio spectroscopy and can be used to determine the nature and properties of paramagnetic centers.

Известен способ определения спина центров с помощью магнитного эонанса, заключающийся в записи тра электронного парамагнитного нанса (ЭПР) излучаемого объекта установлении спина по числу компонент спектра C1J.A known method for determining the spin of centers using magnetic eonance is to record the electron paramagnetic nanosecond (ESR) trajectory of the emitted object by establishing the spin from the number of components of the spectrum C1J.

Однако использование данного способа резко усложняется при определении спина парамагнитных центров в веществах, содержащих несколько типов центров. 1However, the use of this method is greatly complicated when determining the spin of paramagnetic centers in substances containing several types of centers. 1

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения спина парамагнитных центров с помощью сигналов магнитного резонанса, основанный на анализе структуры многокомпонентных разрешенных спектров ЭПР в веществах с несколькими типами парамагнитных центров, спин одного из которых неизвестен. По данному способу после записи спектра ЭПР анализируют число компонент спектра изучаемого центра, исключая компоненты известных. Этим способом значение спина определяется косвенно, посредством сопоставления эксперимен- . тально наблюдаемого спектра с рассчи-. тайным теоретически [2].Closest to the proposed one is a method for determining the spin of paramagnetic centers using magnetic resonance signals, based on an analysis of the structure of multicomponent allowed EPR spectra in substances with several types of paramagnetic centers, the spin of one of which is unknown. In this method, after recording the EPR spectrum, the number of spectrum components of the center under study is analyzed, excluding the known components. In this way, the spin value is determined indirectly by comparing the experiment. total observed spectrum with calculated. secret theoretically [2].

Однако в ряде случаев его применение становится затруднительным, например, если в образце имеется несколько типов центров, линии магнитного резонанса которых попадают в один спектральный интервал и перекрываются друг с другом, или ж_:е в случае центров с малыми величинами тонкого расцепления. Кроме того, данный способ не позволяет определить спин центров, находящихся в немонокристаллической матрице.However, in some cases, its application becomes difficult, for example, if the sample has several types of centers whose magnetic resonance lines fall in the same spectral interval and overlap with each other, or x _: e in the case of centers with small values of fine decoupling. In addition, this method does not allow to determine the spin of centers located in a non-single crystal matrix.

Целью изобретения является упрощение измерений при плохом разрешении спектров магнитного резонанса.The aim of the invention is to simplify measurements with poor resolution of the magnetic resonance spectra.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения спина парамагнитных центров с помощью сигналов магнитного резонанса, измеряют частоты нестационарных осцилляций при одной диочастотногоThis goal is achieved by the fact that according to the method for determining the spin of paramagnetic centers using magnetic resonance signals, measure the frequency of unsteady oscillations at a single frequency

I и той же величине раполя для центров со спином, равным 1/2, и исследуемых центров, а величину измеряемого спи на 1 определяют из выраженияI and the same value of the field for centers with a spin equal to 1/2, and the studied centers, and the value of the measured spin by 1 is determined from the expression

где и частоты нестационарных осцилляций для исследуемых центров и центров со спином, равным 1/2:where and the frequencies of unsteady oscillations for the studied centers and centers with a spin equal to 1/2:

и — соответствующие им ² ² — Факторы.and - the corresponding ² ² - Factors.

Так как осцилляции наблюдаются фиксированной точке спектра и их вSince the oscillations are observed at a fixed point in the spectrum and their

частота при фиксированном радиочастотном поле зависит лишь от величины спина, регистрируя осцилляции в различных точках плохо разрешенного спектра можно разделить центры с различными величинами спина и определить его значение.the frequency at a fixed radio frequency field depends only on the magnitude of the spin, by registering oscillations at various points in the poorly resolved spectrum, one can separate the centers with different magnitudes of the spin and determine its value.

Пример. Образец облученного , нейтронами кремния, содержащий одновременно РЗ и Рб-центры, помещают в измерительный, резонанс спектрометра, обеспечивающий регистрацию сигналов ЭПР во временном масштабе.Example. A sample of irradiated silicon neutrons, containing simultaneously RE and RB centers, is placed in the measuring resonance of the spectrometer, which provides registration of EPR signals on a time scale.

! Нестационарные осцилляции сигналов ЭПР.наблюдались после скачкообразного установления резонансных условий для фиксированной точки спектра изменением поляризующего магнитного поля на величину 1Э за 0,1 мкс. Частоты осцилляций Р6 (спин 1/2) — и РЗ-центров, измеренные при одинаковой СВЧ мощности ( 30 мВт), составляют 0,45 и 0,64 МГц соответственно. С учетом того, что в рассмат¹ риваемом случае ^/^1/2 ~¹ · ^по приведенному выражению получаем 1=1,что находится в согласии с величиной спина, определенной по известному способу.! Unsteady oscillations of the EPR signals were observed after an abrupt establishment of resonance conditions for a fixed point in the spectrum by a change in the polarizing magnetic field by 1 за per 0.1 μs. The oscillation frequencies of P6 (spin 1/2) and RE centers measured at the same microwave power (30 mW) are 0.45 and 0.64 MHz, respectively. Taking into account the fact that in the case ¹ under consideration ^ / ^ 1/2 ~ ¹ · ^{according to the} above expression, we obtain 1 = 1, which is in agreement with the spin value determined by the known method.

; Использование изобретения позволяет упростить измерения спина парамагнитных центров, а также осуществить прямое определение .величины спина в том числе и для образцов с 50 (плохим разрешением спектра магнитного резонанса, что значительно облегчает изучение природы и свойств парамагнитных центров.; The use of the invention makes it possible to simplify the spin measurements of paramagnetic centers, as well as to directly determine the spin values, including for samples with 50 (poor resolution of the magnetic resonance spectrum, which greatly facilitates the study of the nature and properties of paramagnetic centers.

Claims

METHOD FOR DETERMINING THE SPIN OF PARAMAGNETIC CENTERS using magnetic resonance signals, characterized in that, in order to simplify measurements with poor resolution of the magnetic resonance spectra, the frequencies of non-stationary oscillations are measured at the same radio frequency field for centers with a spin equal to 1/2, and of the centers under study, and the magnitude of the measured spin 1 is determined from the expression where and. - the frequencies of non-stationary oscillations for the studied centers and centers with a spin 3 equal to 1/2; relevant $ - factors.

Respect