Диффузия электронов в магнитном поле

ДИФФУЗИЯ ЭЛЕКТРОНОВ в МАГНИТНОМ ПОЛЕ 151 [c.151]

В явлениях ПЛ люминесцентно-меченых полимеров, ЯМР и ЭПР спин-меченых полимеров могут, вообще говоря, проявляться различные формы и характеристики молекулярного движения - как вращательной, так и поступательной диффузии частиц. В ЯМР или ЭПР молекулярное движение модулирует магнитные ядерные, электронные или электронно-ядерные дипольные взаимодействия спинов, находящихся во внешнем магнитном поле. Иными словами, броуновское движение изменяет локальные магнитные поля, в которых находятся электронные [c.170]

Отклонений от квазинейтральности в результате диффузии частиц и под влиянием сил собственных магнитных полей не происходит, пока скорость дрейфа электронов значительно меньше скорости света [97]. [c.9]

В реальном сверхзвуковом полете диффузия тепла от реагирующего газа может дать существенный вклад в теплообмен. Тепло, освобождающееся при рекомбинации электронов и ионов у стенки, будет несущественно при малой степени ионизации. Однако действие стенок-катализаторов на теплоотдачу может оказаться значительным благодаря влиянию магнитного поля на градиент концентрации атомов (см. разд. VI. Б. 2). [c.311]

Для определения локальной концентрации радикалов можно применить два метода, так как ширина линии сигнала увеличивается с концентрацией, и когда радикалы находятся очень близко друг к другу, возникает новый спектр при вдвое меньшей напряженности магнитного поля. Результаты таких определений показали, что для рентгеновских лучей и а-частиц область распространения радикалов значительно больше, чем можно было ожидать на основе диффузионной модели. После того как были сделаны допущения относительно диффузии до захвата, авторы пришли к выводу, что спектры ЭПР облученных стеклообразных перекисей указывают на то, что ионизационный электрон не захватывается положительным ионом. [c.58]

При заданном Г, теория поглощения при парамагнитном резонансе в нормальном к поверхности металла постоянном магнитном поле как в случае пластины конечной толщины, так и в случае массивного металла впервые была построена в работе [83]. В этой работе был определен магнитный момент путем решения уравнения движения для оператора спина электрона [85] с учетом диффузии спина в переменном неоднородном поле. Диффузия учитывалась тем, что переменное магнитное поле бралось в точке, где в данный момент оказался диффундирующий электрон, и после этого проводилось усреднение по всем траекториям, соответствующим случайным блужданиям электрона. Подобный метод вычисления момента является, естественно, весьма сложным. [c.348]

Этот эффект велик для электронов при р< 0,1 мм Hg и и Я 100 эрстед, в случае ионов он незначителен. Приве-денные выше рассуждения применимы только тогда, когда дуга, по которой движется электрон, мала, однако более строгое рассмотрение приводит к тем же результатам для любых значений а [12]. Кажущееся увеличение плотности газа влияет на все явления переноса, например на скорость дрейфа или подвижность, диффузию и т. д. В отсутствие магнитного, электрического или какого-либо другого поля ионизованный газ может рассматриваться как изотропная среда. Наличие какого-либо поля придает ионизованному газу свойства, подобные кристаллам. [c.152]

При больших давлениях (атмосферном и выше) коэф. рекомбинации разноименно заряженных ионов м. б. выражен через их подвижности и а = 4яеО + й )> что подтверждается эксперим. значениями а 10" см с . При низких концентрациях ионов и низких давлениях повышается вероятность рекомбинации зарядов на стенке сосуда. Если длина своб. пробега иона больше или соиз.ме-рима с размерами сосуда, время жизни иона в отсутствие электрич. и магнитного полей определяется только временем его пробега между стенками. При меньших длинах своб. пробега время жизни 1 я 20, где х-расстояние между стенками, О-коэф. диффузии. Если концентрации положит, и отрицат. ионов (или электронов) одинаковы, их диффузия происходит с одинаковой скоростью (т. наз. амбиполярная диффузия). Коэф. амбиполярной диффузии определяется средним значением подвижности диффундирующих частиц О = (Л77e) l, где р = + р , Л-газовая [c.270]

Релаксационный механизм 2, который наиболее часто встречается в непроводящих твердых телах, зависит от числа неспаренных электронов в веществе, в большинстве случаев обусловленного присутствием парамагнитных ионов в кристалле. Однако иногда механизм релаксации может быть связан и с наличием центров окраски. Магнитный момент электрона, будучи в 10 раз больше магнитного момента ядра, создает около себя большие переменные магнитные поля и вызывает быструю релаксацию ядерного спина у рядом расположенных ядер. Переменное поле обусловлено малым временем спин-решеточной релаксации электрона в изоляторах (Г] электрона а 10 — 10 сек) за счет спин-орбитальной связи электрона с решеткой (раздел П1,А, 2). Ядра, удаленные на 10 или более ангстрем от электронного спина, мало подвергаются действию его магнитного поля, так как оно уменьшается с расстоянием пропорционально 1/гЗ. Однако и эти ядра в присутствии электронного спина релаксируют быстрее за счет диффузии ядерного спина. Ядра, удаленные от неспаренного электрона, являются горячими в том смысле, что в присутствии сильного радиочастотного поля они окажутся дальше от термического равновесия, чем ядерные спины, близкие к примесному центру, и, следовательно, суммарная спиновая поляризация будет смещена к примесному центру за счет диполь-дипольного взаимодействия при одновременных спиновых переходах между одинаковыми спинами и без изменения суммарной энергии. Скорость такой диффузии спинов пропорциональна 1/Т2. Количественное выражение для времени ядерной релаксации, включающее величины концентрации примеси, времени релаксации электронного спина и времени ядерной спин-спиновой релаксации было получено Ху-цишвили [57] достаточно строгим способом для малых концентраций примеси. Несколько сот частей парамагнитных примесей на миллион могут дать времена релаксации в пределах от 10- до 10"3 сек при комнатной температуре. [c.26]

Свободные радикалы имеют неспаренпые электроны, поэтому они парамагнитны. Лучший метод их обнаружения—электронный парамагнитный резонанс (ЭПР). Пробу помещают в сильное магнитное поле, в котором возможны лишь немногие ориентации спинового момента (уровни Зеемана). С помощью подходящего электромагнитного излучения индуцируют переходы между этими уровнями потеря энергии излучения регистрируется как поглощение. Зависимость поглощения от магнитного поля дает спектр ЭПР [32]. Метод очень чувствителен он позволяет обнаруживать радикалы в концентрации до 10 моль [33]. Радикалы можно создать фотолизом или радиолизом соединений, замороженных в стекловидной матрице. Поскольку при низких температурах скорости диффузии в таких матрицах очень малы, образовавшиеся при облучении радикалы рекомбинируются медленно и можно добиться длительного существования даже обычно очень быстро исчезающих радикалов и, следовательно, провести их спектроскопическое исследование [34]. Сигналы ЭПР подвергаются дальнейшему расщеплению (сверхтонкое расщепление), если радикальный электрон находится в сфере действия магнитных ядер, например атомов водорода. Анализируя эти сигналы, можно определить распределение спиновой плотности внутри молекулы. [c.593]

Одним из процессов гибели И,, особенно существенным при низкой концентрации И., является рекомбинация на стенке. Ири Ш1зких давлениях, когда длина пробега И. больше или соизмерима с размерами сосуда, содержащего газ, время жизни И. в отсутствии электрич. и магнитных полей определяется просто временем пробега его между стенками. При больших давлениях время жизни определяется временем диффузии И. к стенкам и равно Х х /2В, где X — расстояние между стенками, О — коэфф. диффузии И. Если в газе имеется одинаковая концентрация положительных И. и электронов (или отрицательных И.), то диффузия их к стенкам происходит с одинаковой скоростью (т. наз. амбиполярная диффузия). Коэфф. амбиполярной диффузии определяется средним значением подвижностей диффундирующих ноло-нштельиых и отрицательных И. (или электронов) [c.161]

Искажение изображения в электроннооптических систе мах. В случае электронных линз имеют место всё те же случаи аберрации, что и в оптике. Заметим, что в электроннооптических системах хроматическая аберрация вызвана различной начальной скоростью электронов пучка. Помимо различного вида аберраций, искажение изображения, даваемого электронными линзами, может быть внесено при большой плотности тока в пучке искажением поля пространственными зарядами и расширением пучка вследствие диффузии электронов. В случае магнитных линз имеет место ещё искажение изображения, связанное с вращением изображения, неизвестное в онтике изотропных сред. Это искажение изображено на рис. 68 и может быть в значительной мере подавлено [c.199]

Магнитное поле воздействует на тлеющий разряд, изменяя главным образом характер движения электронов. Влиянием магнитного поля на более тяжелые ионы можно пренебречь. При включении магнитного поля электроны, скорость которых непараллельна ему, начинают двигаться по спиральным траекториям вокруг силовых линий магнитного поля. Радиус спирали уменьшается с увеличением напряженности магнитного поля. Следовательно, возрастает эффективная длина пути, проходимого электронами. В этом отношении действие магнитного поля подобно увеличстно давления газа. Другим важным эффектом является так называемый эффект магнитной -товушки , сильно уменьшающий радиальную диффузию электронов из зоны разряда. В результате снижаются потери электронов, способных ионизовать атомы газа. Этот эффект еще будет рассматриваться в разделе о высокочастотном разряде. В термоэмиссионной распылительной системе также используется относительно слабое магнитное поле (см. рис. 5). Более сильные поля, как будет показано далее, искажают разряд. [c.414]

Приведенные результаты показывают, что интегральный эффект ХПЯ в слабых магнитных полях является результатом довольно сложной спиновой динамики РП, взаимно согласованного движения электронных и ядерных спинов. Последовательное рассмотрение синглет-триплетной эволюции РП [56, 59, 86] вскрывает многообразие ситуаций, с которыми можно столкнуться при анализе ХПЯ в слабых полях. Видно, что в отличие от случая сильных полей принципиальное значение в формировании ХПЯ в слабых полях может иметь обменное взаимодействие радикалов пары. Однако в этом вопросе нет полной ясности. Авторы [56, 59] рассчитывали ХПЯ в предположении, что обменный интеграл РП фиксирован. В действительности он изменяется в результате взаимной диффузии реагентов. Можно, конечно, это представлять так, что переменный обменный интеграл эффективно заменяется некоторым средним значением. Но связь такого эффективного параметра с нстинным обменным взаимодействием и характером теплового движения радикалов в клетке остается неясной. [c.124]

Для короткоживущих радикалов нетрудно рассчитать эффекты ХПЭ и в слабых магнитных полях, когда наряду с S—Tq необходимо учитывать и S—Г , 7 +-каналы интеркомбинационных переходов. Обсудим, например, интегральную поляризацию электронов в РП с одним магнитным ядром со спином 1/2. Для простоты будем считать, что обменный интеграл РП со временем не меняется. В действительности обменный интеграл случайным образом изменяется в ходе диффузии радикалов пары, и поэтому J имеет смысл эффективного параметра, определяемого уравнением (1.187). В слабых полях разность g -факторов радикалов несущественна. В результате спин-гамильтониан РП мол<но выбратьввиде (1.173), В рассматриваемом примере суммарная проекция электронных и ядерного спинов является интегралом движения, т. е. спиновые [c.140]

Бпрадикалы представляют специальный случай РП, в которой партнеры связаны цепочкой химических связей. Они имеют две характерные особенности по сравнению с обычными РП. Одна из них состоит в том, что в бирадикалах возможно значительное обменное взаимодействие. Поэтому синглет-триплетные переходы в бирадикале эффективно происходят только прп таких напряженностях магнитного поля, когда зеемановское расщепление триплетных термов сравнивается с 5— Го-расщепленпем, В итоге эффект ХПЯ должен проходить через максимум в полях с напряженностью H=2 J. Как правило, обменный интеграл отрицателен, и с ростом магнитного поля синглетный терм пересекается с Г.-термом. Если бирадикалы образуются из электронно-возбужденного триплетного состояния, то в результате перехода из Г в S-состояние ядра поляризуются отрицательно. В общем случае знак поляризации ядер в бирадикале определяется знаком величины Г= л/ (ср. с (1.188)). Другая важная особенность бирадикала заключается в том, что радикальные центры все время остаются связанными друг с другом. Такое увеличение времени жизни радикальной пары может существенным образом сказаться на абсолютных коэффициентах усиления поляризации. Отсутствие диффузионного расхождения радикальных центров создает определенную трудность при теоретической интерпретации ХПЯ в бирадикалах. Один из центральных моментов теории ХПЯ в рамках РП — наличие процесса, конкурирующего с рекомбинацией РП в клетке (см. рис. 1.3). В обычных радикальных реакциях таким процессом является диффузия радикалов из клетки . В бирадикалах в качестве конкурирующего процесса может выступать реакция с растворителем или электронная парамагнитная релаксация. [c.218]

Диполь-дипольное взаимодействие ядро — иеспа-ренный электрон в ближайшем окружении парамагнитного иона. Времена корреляции. Механизм выравнивания энергии в системе спинов и между системой спинов и решеткой через флуктуацию локальных магнитных полей был привлечен для объяснения известного экспериментального факта — укорочения времени ядерной релаксации под влиянием парамагнитных примесей. Было принято [21, 22], что релаксация в присутствии парамагнитных ионов определяется диполь-дипольным взаимодействием между электронным и ядерным магнитными моментами, прерываемым диффузией частиц. Ввиду большой величины магнитных моментов неспаренных электронов этот механизм эффективен уже при малых концентрациях парамагнетика (например, 10 —10 г-ион/л). Парамагнитные примеси в этом случае, создавая более сильные магнитные поля на ядрах входящих в окружающие парамагнитный ион молекул (локальное поле на ядре лиганда может достигать величины 1Т, или ЮкГс), катализируют, ускоряют отвод энергии от системы резонирующих ядерных спинов к ее окружению (решетке), как бы увеличивают тепловой контакт между ними, и времена релаксации ядер резко сокращаются. Соотношение (1.8) для рассматриваемого случая можно записать следующим образом [c.18]

При наложении достаточно сильных внешних магнитных полей, когда частота упругих столкновений Гэфф меньше ларморовой частоты электронов Ole, диффузия частиц поперек магнитного поля уменьшается [c.222]

Однако при определенной напряженности магнитного поля возможно появление так называемой аномальной диффузии [33—35], которую связывают с возникновением неустойчивости разряда. Это обнаруживается по немонотонному изменению некоторых параметров, в частности температуры электронов и частоты ионизации (рис. 12). С развитнем неустойчивости связывают и ограничение области существования разряда со стороны низких давлений [36]. [c.222]

Величина а, определяющая как величину. магнитного момента, так и глубину затухания, в сильном магнитном поле существенно различна для наклонного и строго параллельного поверхности металла постоянного магнитного поля. Физически это связано с тем, что в строго параллельном поле электроны уходят в глубину металла только в результате столкновений, так как между столкновениями все они (в случае замкнутых орбит) имеют нулевую среднюю скорость в направлении и диффузия при Гп <С I за время Та происходит не на расстояние / YTJZt, а на расстояние, в //гн раз меньшее, т. е. гff /TJ3x. [c.353]

Разработанные программы предназначены для расчета спектров 5ПР нитроксильных радикалов (электронный спин 5=1/2, ядерный спин /=1) в изотропной жидкости в отсутствие эффектов СВЧ-насыщения. Предполагается, что главные оси тензоров магнитной анизотропии (т. е. 4 и б-тензоров) совпадают между собой. и определяют молекулярную систему координат. Система главных осей тензора вращательной диффузии i в общем случае не совпадает с молекулярной системой координат. Тензор вращательной диффузии считается аксиальным Л=(Д , Д, ). Кроме того, в приближении сильного поля учитываются только секулярные и нсевдосекулярные члены спин-гамильтониана. [c.225]

Анизотропный характер взаимодействия магнитных моментов ядра азота и неспаренного электрона приводит к тому, что спектр ЭПР нитроксильных радикалов оказывается чувствительным к скорости вращательной диффузии радикала. Дело в том, что величина локального поля, создаваемого ядром азота в месте нахождения неспаренного электрона, зависит в соотвествии с (Х.2.18) от ориентации радикала относительно внешнего поля. Если радикал ориентирован во внешнем поле таким образом, что ось 2 радикала ориентирована параллельно внешнему полю (0 в (Х.2.18) равно 0,71), то расстояние между соседними линиями (константа СТС А г) оказывается равной 3,2 мТл. При перпендикулярной ориентации оси 2 по отношению к внешнему полю (т. е. когда либо ось х, либо ось у параллельны Л и 0 в Х.2.18 равен 71/2) константа СТС А х и Ауу) уменьшается до 0,5-0,6 мТл. Более того, и значения (/-фактора зависят от ориентации радикала. Так, например, при параллельной ориентации оси 2 по отношению к внешнему полю значение -фактора равно дгг = 2,0027. При параллельности внешнему полю осей х и у -факторы равны дхх = 2,0089 и дуу = 2,0061 (рис. Х.9). [c.278]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология