1 / 29

Συχνότητα Larmor : ν 0 = γH o / 2π ( ω 0 = γH o )

ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΠΥΡΗΝΙΚΟΥ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΣΥΝΤΟΝΙΣΜΟΥ (NMR). z. ω o. m= -1/2. I=1/2. m= + 1/2. Συχνότητα Larmor : ν 0 = γH o / 2π ( ω 0 = γH o ) . H 0. H 0. H 0. H 0. M 0. M 0. M 0. H 1. M 0. =. *. t p. όταν ω≈ω 0. ΠΑΛΜΙΚΟ NMR. συντονισμός. z. z. z. z. y. θ. y. y. y.

skah
Download Presentation

Συχνότητα Larmor : ν 0 = γH o / 2π ( ω 0 = γH o )

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΠΥΡΗΝΙΚΟΥ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΣΥΝΤΟΝΙΣΜΟΥ (NMR) z ωo m= -1/2 I=1/2 m= +1/2 ΣυχνότηταLarmor : ν0 = γHo / 2π (ω0=γHo)

  2. H0 H0 H0 H0 M0 M0 M0 H1 M0 = * tp όταν ω≈ω0 ΠΑΛΜΙΚΟNMR συντονισμός z z z z y θ y y y x x x x θ=γΗ1tp παλμός π Μtr=0 παλμός π/2 Mtr=Mo 0<θ<90 FT παλμός r.f. Mtr ΗΕΔ στο πηνίο σήμα NMR FT Δω=2/tp

  3. Διάταξη Ολίσθησης Φάσης Γεννήτρια Παλμών Γεννήτρια Συχνοτήτων Υπολογιστής Ενισχυτής Εξόδου Διαμορφωτής Παλμών Φωρατής Μετατροπέας Αναλογικού Σήματος σε Ψηφιακό (A/D) Προενισχυτής Ενισχυτής Εισόδου Μαγνήτης Μαγνήτης probe πηνίο δείγματος

  4. Υπεραγώγιμος μαγνήτης 3μαγνήτες 2.35 Tesla (100 MHz) 4.7 Tesla (200 MHz) 9.4 Tesla (υπό εγκατάσταση 400 MHz) 1.2 K-1000 K

  5. Φασματική γραμμή:εκφράζει την κατανομή των συχνοτήτων συντονισμού του πυρηνικού συστήματος • Αν δεν υπάρχει ανομοιογένεια (ούτε στο υλικό ούτε στο στατικό πεδίο) ΚΑΙ οι πυρήνες δεν αλληλεπιδρούν:

  6. Πυρηνικές Αλληλεπιδράσεις Α. ΜΑΓΝΗΤΙΚΕΣ • μεταξύ των πυρηνικών μαγνητικών ροπών: διπολική αλληλεπίδραση • των πυρηνικών μαγνητικών ροπών με τις μαγνητικές ροπές των ηλεκτρονίων: υπέρλεπτη αλληλεπίδραση, αλληλεπίδραση χημικής μετατόπισης, έμμεση αλληλεπίδραση Β. ΗΛΕΚΤΡΟΣΤΑΤΙΚΕΣ • τετραπολική:αλληλεπίδραση τετραπολικής ροπής πυρήνων (I>1/2) • με τοπικά ηλεκτρικά πεδία

  7. S S I r I Μαγνητικές ΑλληλεπιδράσειςΗλεκτρονίου-Πυρήνα Αλληλεπίδραση με τροχιακή στροφορμή Αλληλεπίδραση επαφής Fermi Διπολική αλληλεπίδραση Υπέρλεπτη αλληλεπίδραση Ηhf = A I S

  8. Ηλεκτροστατικές Αλληλεπιδράσεις Τετραπολική αλληλεπίδραση(I>1/2) + + ΗQ=A(3Iz2-I(I+1)) + + - - - - 11B NMR + C + -3/2 R R L -1/2 C +1/2 L +3/2

  9. Αποτελέσματα πυρηνικών αλληλεπιδράσεων διεύρυνση φασματικών γραμμών χρονική αποκατάσταση της μαγνήτισης μηχανισμός αποκατάστασης σπιν-πλέγματος (spin-lattice relaxation)-χρόνος αποκατάστασης Τ1 μηχανισμός αποκατάστασης σπιν-σπιν (spin-spin relaxation)-χρόνος αποκατάστασης Τ2

  10. z z z z π/2 Δω Δω π y y y y M0 M0 π/2 π ηχώ Δω Δω x x x x τ τ t=0 t=τ- t=τ+ t=2τ Ανομοιογένεια → κατανομή πυρήνων ανά συχνότητα συντονισμού g(ω) → ανομοιογενής γραμμή F(ω) = ∫g(ω΄)f(ω-ω΄)dω΄ ΗΧΩ ΤΩΝ SPIN (spin echo): αναιρεί την απώλεια συμφωνίας φάσης που οφείλεται στη στατική ανομοιογένεια

  11. τ τ z τ τ z z y Bo y y x τ τ x x • Αποδιέγερσησπιν - σπιν Τ2 :μηδενισμός Μtr • :Μέτρηση του χρόνου Τ2 με την παλμοσειράHahn Spin -echo Μέτρηση αργών διακυμάνσεων (J(0)) M=M0exp(-2τ/T2) Μ τ

  12. ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΑΠΟΔΙΕΓΕΡΣΗΣ • Αποδιέγερσησπιν - πλέγματος Τ1 z z z z Bo τ τσ τσ y y y y x x x x τσ τσ τ Μ τσ τ τσ Μ0 t Τ1 Μέτρηση διακυμάνσεων γύρω απο την ωL(J(ωL))

  13. Εφαρμογές της φασματοσκοπίας NMR στη μελέτη: • FE και AFE κρυστάλλων της οικογένειας KDP • και πρωτονικώνψευδοσπίν γυαλιών • (2) Του υπεραγωγού MgB2

  14. Rb c Ο Η Ο ab επίπεδο Ο Η Ο As Ο Η Ο Ο Η Ο Rb a2 c a1 δομή των κρυστάλλων RbH2AsO4 ή NH4H2AsO4 μετατοπίσεις των ατόμων Rb, As και Η ως προς το κέντρο μάζας του μορίου RbH2AsO4 στη σιδηροηλεκτρική φάση ( Τ < Τc) AsO4 ή PO4 Rb ή NH4+ H ή D

  15. ΠΗ φάση ΣΗ φάση -1/2 ↔ 1/287Rb NMR RDA

  16. Απόσβεση της Mtr της κεντρικής μετάβασης -1/2↔1/2 του 87Rb στο RDA

  17. -1/2 ↔ 1/287Rb NMR: Τ1 RDA D-RDA

  18. Η θερμοκρασιακή εξάρτηση των χρόνων Τ1, Τ2, Τ1ρ Πειραματικά δεδομένα για RADA x=0.22 Θεωρητικοί υπολογισμοί : (α) Τ2() (β) Τ1(ο) (γ) Τ1ρ().

  19. Mg B c a a MgB2 - κρυσταλλική δομή τύπου AlB2 P6/mmm

  20. MgB2 Υπεραγωγός τύπου ΙΙ :Tc~ 39K Για Τ<Τcκαι Hc1< H < Hc2 : μικτή φάση SEM και STS εξαγωνικού πλέγματος Abrikosov (vortex lattice) στο MgB2 Εικόνες 0.05T 0.2T 0.5T

  21. max. field min. field saddle point Πειραματική φασματική γραμμή NMR στη μικτή φάση (γκρι γραμμή) και η προσομοίωσή της (παχιά μαύρη γραμμή) ως συνέλιξη (convolution) της θεωρητικής κατανομής μαγνητικού πεδίου (διακεκομμένη γραμμή) με μια Λορεντζιανή συνάρτηση διεύρυνσης. Θεωρητική καμπύλη κατανομής του τοπικού μαγνητικού πεδίου στο εξαγωνικό πλέγμα. Στο ένθετο φαίνονται οι καμπύλες ίσης έντασης του μαγνητικού πεδίου S: saddle point, m: min. field, M: max. field

  22. Φασματικές γραμμέςτης κεντρικής μετάβασης -1/2 1/2 11B NMR: MgB2 H0=47 kOe H0=23.5 kOe Πληροφορίες για την τεχνική του NMR: www.ims.demokritos.gr

  23. Συμπεράσματα: • Η συνιστώσα χαμηλών συχνοτήτων απεικονίζει την κατανομή • του μαγνητικού πεδίου f(H) στη μικτή φάση του MgB2 • Για Η0=2.35 Tesla ένα ποσοστό των κόκκων παραμένει στην κανονική φάση στις χαμηλές θερμοκρασίες (T<Tc2) • Από μαγνητικές μετρήσεις Bc2c < 2.35T Bc2 14 T

  24. Mg1-xAlxB2 0<x<0.025 T = 5K H0=47 kOe H0=23.5 kOe Η συνιστώσα της κανονικής φάσης εξαφανίζεται Οι δύο συνιστώσες συνυπάρχουν Η φασματική γραμμή της μικτής φάσης μεταβάλλεται με τη συγκέντρωση x

  25. Mg1-xAlxB2 0x0.025 vortex state vortex state normal state MgB2 Mg0.99Al0.01B2

  26. Φασματικές γραμμές NMR του πυρήνα 11Β σε εξωτερικό πεδίο H0=2.35 Tesla. Πολυκρυσταλλικό δείγμα MgB2 Πολυκρυσταλλικό δείγμα MgB1.98C0.02 normal state vortex state vortex state

  27. 11Β NMR Ρυθμός αποδιέγερσης σπιν πλέγματος 1/Τ1 Γρήγορη μείωση 1/Τ1 με αύξηση x έως x=0.55 Μείωση της N2p(EF) 80K  T  300K Για x<0.55 ο ρυθμός 1/Τ1 καθορίζεται από την τροχιακή αλ/ση (N2p(EF)>Ns(EF)

  28. 11Β NMR Ρυθμός αποδιέγερσης σπιν πλέγματος 1/Τ1 κορυφή Hebel-Slichter συμμετρία s-τύπου η κορυφή Hebel-Slichter λιγότερο εμφανής

  29. Εργαστήριο NMR Ινστιτούτο Επιστήμης Υλικών ΕΚΕΦΕ ΔΗΜΟΚΡΙΤΟΣ 2004

More Related