Резервуар спин-спиновых взаимодействий

XI.7. Резервуар спин-спиновых взаимодействий для азотных центров в алмазе и релаксация азотных центров [c.133]

XI.7.1. Резервуар спин-спиновых взаимодействий [c.133]

Одиночные линии ЭПР азотных центров в алмазе при концентрации центров N > 101 см насыщаются однородно и процесс насыщения удовлетворительно описывается моделью, основанной на представлениях о резервуаре спин-спиновых взаимодействий [236], обладающем собственной температурой, отличающейся от температуры зеемановской подсистемы [4]. [c.133]

Восприимчивость системы при учете резервуара спин-спиновых взаимодействий [4] можно выразить формулой для лоренцовой формы линии [c.133]

Мультиплетный эффект. Мультиплетный эффект — это взаимная упорядоченность спинов, которая возникает в ходе химической реакции в радикалах и продуктах их рекомбинации. В случае мультиплетного эффекта каждый спин в отдельности не имеет ка-кой-либо преимущественной ориентации относительно внешнего поля. Сущность явления заключается в том, что два спина — электрона и ядра в радикале или двух ядер в продукте реакции — оказываются преимущественно ориентированными параллельно друг другу или антипараллельно. Количественной мерой мультиплетного эффекта, взаимной упорядоченности спинов может служить энергия спин-спинового взаимодействия — сверхтонкого взаимодействия неспаренного электрона радикала с магнитным ядром или спин-спинового взаимодействия между ядрами в продуктах рекомбинации, Таким образом, в результате химической поляризации спинов энергия резервуара спин-спиновых взаимодействий увеличивается или уменьшается. В учении о магнитном резонансе, начиная с работ Провоторова [78], известно, что средствами радиоспектроскопии можно также существенно изменить энергию резервуара спин-спиновых взаимодействий, практически [c.90]

Вещество, содержащее парамагнитные ядра, можно рассматривать как термодинамическую систему, в пределах которой можно выделить подсистемы ядерных спинов, ядерных электрических квадруполей, спинов неспаренных электронов и т. п. Они могут обмениваться энергией как между собой, так и с тепловым резервуаром — решеткой , т. е. веществом в целом, состоящим из атомов и молекул, имеющих колебательные, вращательные, поступательные степени свободы движения. Внутри спиновой системы можно выделить зеемановскую и дипольную подсистемы. Первая отражает взаимодействие ядерных спинов с внешним приложенным полем, а вторая — диполь-дипольные взаимодействия, т. е. взаимодействие каждого спина с локальным полем, создаваемым окружающими его соседними магнитными диполями. [c.251]

Интегральный эффект. Интегральный эффект ХПЯ или ХПЭ — это преимущественная ориентация ядерных спинов в продуктах реакции (или спинов неспаренных электронов в радикалах) в направлении внешнего поля или против него. Мерой интегрального эффекта химической поляризации может служить зеемановская энергия спинов, которая в термодинамическом равновесии отрицательна. Если в ходе химической реакции зеемановская энергия спина становится положительной, это означает, что в дальнейшем спиновая система может отдать накопленную в ней энергию. В этом случае на частоте магнитного резонанса спинов будет наблюдаться вынужденное излучение. Если же в ходе реакции зеемановская энергия спинов уменьшается, т. е. резервуар зеемановского взаимодействия спинов охлаждается, то для нагрева спиновой системы до температуры термостата нужно подвести дополнительно энергию. В этом случае в спектрах магнитного резонанса будут наблюдаться линии, отвечающие аномально большому поглощению. [c.89]

Ранее мы уже отмечали, что стимулированные резонансные переходы ядер между уровнями энергии могут происходить под действием локальных полей, флуктуируюш их вследствие теплового движения атомов и молекул, если в спектре флуктуаций присутствуют частоты, соответствуюш ие резонансной частоте. Этими переходами обеспечивается энергетическая связь между спиновой системой и решеткой, в результате которой происходит выравнивание их температур. Мы рассматривали один из основных механизмов релаксации — магнитные диполь-диполь-ные взаимодействия. Однако, суш ествуют и другие физические взаимодействия, посредством которых энергия ядерных спинов может передаваться тепловому резервуару — решетке. Это электрические квадрупольные взаимодействия-, пространственная анизотропия электронного окружения ядра (анизотропия химического сдвига) скалярное ядерное или электронно-ядерное взаимодействие спин-вращательное взаимодействие, т. е. все те виды взаимодействия, которые обеспечивают возникновение на ядрах флуктуируюш его магнитного (или на квадруполь-ном ядре — флуктуируюш его градиента электрического поля) в результате движения атомов или молекул. Эти виды взаимодействий детально рассмотрены в [168, 171]. [c.257]

В твердых телах адиабатический перенос поляризации между спинами двух сортов осуществим посредством адиабатического размагничивания и перемагничивания во вращающейся системе координат [4.145, 4.146]. По аналогии с начальным шагом в кросс-поляризации по Хартманну — Хану /-намагниченность сначала захватывается в силу эффекта спин-локинга вдоль РЧ-поля. Затем амплитуда РЧ-поля адиабатически медленно уменьшается до нуля, так что система постоянно находится около положения равновесия. Во время этого процесса теплоемкость С/ВЬ зеемановского взаимодействия уменьшается до нуля, а теплоемкость дипольного резервуара (С/ + Ся)В[ остается постоянной (Вь — эффективное локальное поле). Поэтому полная спиновая энтропия передается дипольному порядку. На последнем этапе амплитуда РЧ-поля, приложенного к [c.237]

Микроволновое магнитное поле 2JJi os at, перпендикулярное полю Но, вызывает переориентацию спинов, приводит к изменению спиновой поляризации и изменяет энергию электронного зеемановского резервуара Ez, а также среднюю энергию Es, обусловленную электронными диполь-дипольными взаимодействиями и называемую энергией диполь-дипольного электронного резервуара. [c.76]

Для теоретических оценок времен спин-решеточной релаксации Александровым был развит метод спектральной плотности, сущность которого состоит в следующем рассматриваются две подсистемы — спин (или несколько спинов) и решетка, причем предполагается, что последняя все время находится в состоянии термического равновесия (представляет собой тепловой резервуар). Тогда при любых температурах можно связать вероятность герехода между произвольными состояниями спиновой подсистемы с вероятностью, получающейся заменой действия резервуара эффективным взаимодействием, случайным образом зависящим от времени. [c.105]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология