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标题:[未解决]接触个创新实验项目,关于电子自旋共振的

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hongyan417[使用道具]
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接触个创新实验项目,关于电子自旋共振的

我真是一个新手,接触个核磁共振创新实验项目,关于电子自旋共振的。是基于DPPH的电子自旋共振的频率源的设计。
请高手们指点一下,到底应该有什么应该学的,或者推荐两本学习的书籍。或者有什么资料可以帮助一下么?

[ 本帖最后由 hongyan417 于 2010-10-4 10:29 编辑 ]
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yxh04[使用道具]
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如果只是设计rf synthesizer的话,是不是只需要看看你的磁场多强,然后v=rB,就大概知道需要什么频率,然后买一个就行了.
如果感兴趣电子自旋共振的话,硬件我不懂,但是至于书的话,我只知道一本,spin dynamics,不过是原子核自旋共振,道理差不多,但是对于esr不太实用,可以简单翻翻看看里面的量子力学,我觉得关键的就是density matrix,

对于电子的话,我不知道有什么书,看看wikipedia怎么说,或者我说几个概念,你去搞清楚,或许在这个过程中能搞清楚一些(我不觉得完整的读一本书是最好的办法),radical, spin, spin magnetic moment, gyromagnetic ratio, larmor precessing, larmor frequency, hyperfine interaction, g tensor, diamagnetism, nuclear paramagmetism, (作为比较,你可以花点时间看看ferromagnetism, antiferromagnetism,不过和你没什么关系),如果还有时间的话,DNP(dynamic nuclear polarisation)

忘了说了,dpph 这种radical,因为有upaired的电子,所以比较猛,做实验的时候,一定要小心,不要沾到自己,注意安全。
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hongyan417[使用道具]
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这个事具体是这样的,最近有个大学生的创新项目,然后找老师去了。我是学电气的,但是是从仪器分出来的,院里的老师一直做一个核磁共振的水体勘探仪。这回西南干旱也派过去了一直再用。然后老师正好准备要改进,做一个地磁场跟踪式的核磁共振的找水仪,用一个基于DPPH的esr的频率源作为电子自旋共振磁力仪的前端跟踪地磁场。就让我们先做,因为本科生的创新项目是一到两年的,所以老实说我们做出来应该不是问题。然后就想了解一下这方面的资料,原理。
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yxh04[使用道具]
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sorry for using English, no Chinese typing on this computer.
sounds a very interesting, useful work.
my understanding is that you are detecting the earth magnetic field by using the ESR technique. If this is right, the principle should be like this; DPPH radical has an unpaired electron that has a spin. The magnetic moment of this spin is precessing about the magnetic field it experiences (it is the earth field <B_earth> in your case), and the frequency is called Larmor frequency, given by, v = g * u_B * B_earth, where u_B is a constant, and g is a tensor, depending on the geometry. In the presence of a microwave of the same frequency v, the electron spin can exchange energy with its surroundings, which manifest itself as a derivative characteristic on this called ESR (electron spin resonance) condition. So knowing this frequency v, one can infer the magnetic field.
As for your thing, I think what you need is a microwave synthesizer, (g * u_B = 1.76e11 rad/sT, B_earth ~= 20Gauss, roughly, v = 5.6MHz, double check me on this estimate). you need one whose frequency can be continuously adjusted, and you can get this guy simply by buying one. you also need something to detect at what frequency it resonances, but i dont know how to achieve this,
in NMR, it is just using the same Rf coil that delivers the microwave to detect the electrical signal that is induced by the nuclear spin, for your ESR, check it out by yourself.
Plus, you also need some complimentary stuffs like amplifiers, filters, ADCs, etc.
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hongyan417[使用道具]
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嘿嘿,我的英语不是十分好,不过你的意思是不是我们要做的就是制作一个能使DPPH共振的微波发生器,然后提取出来共振时的频率就可以了?
还有能不能请高手留个Email有什么问题我也可以请教一下。。。
谢!!
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yxh04[使用道具]
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我理解是这个意思吧。改变频率,观察DPPH对不同频率微波的响应。比如2MHz时候,1mv的电压进去,1mv电压出来,说明DPPH对这个频率的微波没有看见;如果调到5MHz的时候,1mv的电压进去,出来0.6mv电压,说明这个微波损失了一些能量,很可能就是被DPPH电子共振的时候被电子或者相关的晶格,原子核啥的吸收了。那么这样子就有了电压-频率谱了, 然后推算磁场强度.

查了一下,g = 2.0036,在一般磁场强度下,DPPH不用考虑g的改变,也没有和原子核的hyperfine interaction,是个很好的样品。
我之前说错了,地球磁场好像只有0.3-0.6G,这样的话,你的共振频率大概应该是v=850kHz-1.8MHz,好像我之前的计算也不对,哈哈。
这么看来,地球磁场只有这么小,估计你的大部分时间会是提高分辨率,慢慢来吧,1年的时间足够了。
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sseia42[使用道具]
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利用地磁场共振的、这种射频范围的波源现在应该到处都是的吧?
看不出这DPPH自由基和你们找地下水有多大的联系?除非是对比DPPH在重水和普通水中不同的弛豫时间。
再说了,DPPH是一个近似于自由电子的自由基,通过检测特定目标地磁场的强度,也就可以知道所需要的RF波源了。
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hongyan417[使用道具]
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回复 #7 sseia42 的帖子

我们要做的是用DPPH做一个频率源,不过具体还需要了解
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sseia42[使用道具]
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DPPH是怎么可以做成波源的?波源是什么样的元器件?
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hongyan417[使用道具]
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回复 #9 sseia42 的帖子

好像是利用DPPH的自由基,用微波让它共振吧,然后提出一个共振频率,这样的频率貌似比较好吧。。。。。。。。其实我也不太了解,就想来求助一下么。。
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