TWP-W180型 電子順磁共振儀（微波段）

一、概述

        電子自旋共振(Electron Spin Resonance)縮寫為ESR，又稱順磁共振(縮寫為EPR,Paramagnetic Resonance)。它是指處于恒定磁場中的電子自旋磁矩在射頻電磁場作用下發(fā)生的一種磁能級間的共振躍遷現(xiàn)象。這種共振躍遷現(xiàn)象只能發(fā)生在原子的固有磁矩不為零的順磁材料中，稱為電子順磁共振。1944年由前蘇聯(lián)的柴伏依斯基首先發(fā)現(xiàn)。它與核磁共振(NMR)現(xiàn)象十分相似，所以1945年P(guān)urcell、Paund、Bloch和Hanson等人提出的NMR實(shí)驗(yàn)技術(shù)后來也被用來觀測ESR現(xiàn)象。

        ESR己成功地被應(yīng)用于順磁物質(zhì)的研究,目前它在化學(xué)、物理、生物和醫(yī)學(xué)等各方面都獲得了極其廣泛的應(yīng)用。例如發(fā)現(xiàn)過渡族元素的離子、研究半導(dǎo)體中的雜質(zhì)和缺陷、離子晶體的結(jié)構(gòu)、金屬和半導(dǎo)體中電子交換的速度以及導(dǎo)電電子的性質(zhì)等。所以，ESR也是一種重要的近代物理實(shí)驗(yàn)技術(shù)。

        微波段電子順磁共振儀是用來完成微波段電子順磁共振實(shí)驗(yàn)教學(xué)的近代物理實(shí)驗(yàn)儀器，它主要用來測量樣品的ESR吸收譜線，測量g因子，分析微波系統(tǒng)的特性，同時可連接計算機(jī)自動控制勵磁電壓實(shí)時采集檢波電流及磁感應(yīng)強(qiáng)度等數(shù)據(jù)，并具有自動繪制共振吸收譜線、微商譜線及自動計算半高寬、遲豫時間等功能。該儀器測量準(zhǔn)確、穩(wěn)定可靠、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富，可以用于物理高年級學(xué)生專業(yè)實(shí)驗(yàn)以及近代物理實(shí)驗(yàn)。

微波段電子順磁共振儀

二、儀器簡介

微波段電子順磁共振儀主要由三部分組成：磁鐵系統(tǒng)、微波系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)主機(jī)系統(tǒng)，如圖1所示，另外實(shí)驗(yàn)時必須配有雙蹤示波器（選購件）。

三、技術(shù)指標(biāo)

1．微波源 微波頻率9.36GHz

2．短路活塞 調(diào)節(jié)范圍0~35mm

3．波導(dǎo)規(guī)格 BJ-100(波導(dǎo)內(nèi)尺寸：22.86mm×10.16mm)

4．恒壓源 DC12V×2

5．勵磁電源電壓 0~5V連續(xù)可調(diào)

6．掃描電源電壓峰峰值 0~15V連續(xù)可調(diào)

7.靈敏度 10 18 個自旋數(shù)；

8.頻率 9.37GHz；

9.對應(yīng)磁場 0.34T左右；

10.掃描頻率 50Hz；

11.樣品空間 直徑≥5mm；

12.恒流源 0－500mA連續(xù)可調(diào)

四、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

1．了解和掌握各個微波波導(dǎo)器件的功能和調(diào)節(jié)方法。

2．了解電子順磁共振的基本原理，比較電子順磁共振與核磁共振各自的特點(diǎn)。

3．觀察在微波段電子順磁共振現(xiàn)象，測量DPPH樣品自由基中電子的朗德因子。

4．理解諧振腔中TE10波形成駐波的情況，調(diào)節(jié)樣品腔長，測量不同的共振點(diǎn)，確定波導(dǎo)波長。

5．根據(jù)DPPH樣品的譜線寬度，估算樣品的橫向弛豫時間（選做）。

五、注意事項(xiàng)

1．磁極間隙在儀器出廠前已經(jīng)調(diào)整好，實(shí)驗(yàn)時最好不要自行調(diào)節(jié)，以免偏離共振磁場過大。

2．勵磁電流要緩慢調(diào)整，同時仔細(xì)注意波形變化，才能辨認(rèn)出共振吸收峰。