ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Релаксационные процессы в парамагнитных системах, описываемых на основе представлений о невзаимодействующих спиновых пакетах из "ЭПР и релаксация стабилизированных радикалов" Согласно терминологии, принятой, например, в [1], спины, для которых выполняется условие (3.36), называются разными. [c.86] Д% и Ащ — небольшие сдвиги положения резонансных линий для 1-го и 2-го спинов, обусловленные спин-решеточными взаимодействиями. [c.87] Количество парамагнитных объектов в твердой фазе, релаксационные процессы в которых строго могут быть описаны уравнениями Блоха, относительно невелико. [c.89] Однако уравнения Блоха, предложенные в 1946 г., оказались чрезвычайно плодотворными и до настоящего времени исключительно широко используются для качественного описания явлений. Область применимости уравнений Блоха обсуждается в работах [1, 2, 6, 7, 13]. [c.89] В феноменологической теории Блоха свойства парамагнитного образца характеризуются с помощью двух параметров Ту и Т2, называемых соответственно временем продольной и поперечной релаксации. [c.89] В Практических исследованиях необходимы методы,, позволяющие решить, насколько реальная система подчиняется уравнениям Блоха. В связи с этим рассмотрим некоторые особенности частных решений уравнений Блоха, анализ которых позволяет сформулировать правила для экспериментального измерения времен релаксации. [c.89] Формулы (3.52) определяют форму и интенсивность синфазных (xio xi ) и противофазных (x k, Х к) составляющих сигналов поглощения и дисперсии в отсутствие насыщения. При условии Яи 1/З7Т2, о Т2 С 1 величины синфазных компонент xi и /[с оказываются много большими соответствующих квадратурных компонент xiii и х1к, причем форма сигналов xi совпадает с формой производной сигнала поглощения, а форма сигналов xi совпадает с производной сигнала дисперсии. При высоких частотах. модуляции магнитного поля 1 форма сигналов зависит от соотношения между частотой и временем релаксации Т . [c.95] Простейшая классификация парамагнитных объектов, основанная на различиях в магнитных взаимодействиях, определяющих ширину спектров и релаксационные процессы, была проведена Портисом [19]. [c.96] Парамагнитные системы, в которых уширение спектров обусловлено локальными магнитными полями, быстро флюктуирующими по сравнению с временем спин-ре шеточных переходов, были названы однородными, факторами, приводящими к однородному уширению, являются дипольное взаимодействие между спинами с достаточно близкими частотами, спин-решеточная релаксация, взаимодействие с полем излучения, обменные взаимодействия, движение парамагнитных центров в радиочастотном поле, спиновая диффузия, а также различного рода быстрые движения парамагнитных центров, приводящие к усреднению локального поля. В однородной системе энергия, получаемая частью системы, быстро передается по всей системе и, таким образом, все спины находятся в тепловом равновесии. [c.96] В твердой фазе ширина спектров ЭПР в большинстве случаев обусловлена локальными магнитными, полями, достаточно медленно изменяющимися по сравнению с временем спин-решеточной релаксации. Энергию высокочастотного поля здесь будут поглощать только спины, локальные поля которых удовлетворяют условию резонанса. [c.96] Причины, приводящие к различию ларморовских ча стот ПЦ, могут быть обусловлены неоднородностью внешнего магнитного поля, анизотропией -фактора, изотропным и анизотропным сверхтонким взаимодействием, диполь-дипольными взаимодействиями между спинами с различными ларморовскими частотами. [c.97] Парамагнитные объекты, уширение спектров которых обусловлено магнитными полями, медленно флюктуирующими по сравнению с временем спин-решеточной релаксации, были названы неоднородными. Спектры ЭПР таких систем называют неоднородноуширенными. Большинстве магнитно-разбавленных парамагнитных образцов в твердой фазе имеет неоднородное уширение спектров ЭПР. Изложенное в гл. 1 описание формы линий ЭПР на основе принципа независимых уширений относится, по существу, только к парамагнитным объектам с неоднородным уши-рением. [c.97] Характер релаксационных процессов в твердой фазе существенно зависит от соотношения между энергиями различных магнитных взаимодействий. В принципе релаксационные процессы возможно изучить, если детально заданы все магнитные взаимодействия в образце. Однако такой путь является довольно трудным. Проведенные экспериментальные исследования показывают, что в некоторых случаях ряд эффектов, наблюдаемых в неоднородноуширенных линиях, можно объяснить с помощью феноменологической теории, в которой вводятся представления о невзаимодействующих блоховских спиновых пакетах и функции распределения спиновых пакетов 20—231. [c.97] Качественные понятия о спиновых пакетах и их свойствах впервые были введены Портисом [19], который рассмотрел случай, когда ширина пакета много меньше ширины экспериментально регистрируемой кривой. В работе Кастнера [20] изучено насыщение неоднородной линии, в которой ширина спиновых пакетов сравнима с шириной всей линии, а функция распределения спиновых пакетов является гауссовой. [c.97] Парамагнитная система в модели НБП характеризуется временами релаксации спиновых пакетов и функцией распределения Л(о)о — /), которая имеет смысл плотности вероятности распределения интенсивности спиновых пакетов. [c.98] В зависимости от условий регистрации вид функции, характеризующей блоховский спиновый пакет, может существенно изменяться. Например, функция хГ( — /) может зависеть от частоты и амплитуды модуляции магнитного поля и скорости прохождения и определяется значениями времен релаксации Ту я Т2 и условиями регистрации. [c.98] Обычно регистрируется сигнал поглощения в условиях медленного прохождения, т. е. [c.98] Соотношения (3.57) и (3.58) определяют величину и форму сигналов для неоднородной линии в условиях медленного прохождения (анализ формы линии см. в 3.2 и 3.3). [c.99] И исследуется мощность, поглощаемая на частоте ю, когда величина Ях достаточно мала и не приводит к эффектам насыщения. [c.99] Выражение (3.61), в частности, определяет форму дырки в неоднородной линии, обусловленную насыщением на частоте со [24]. [c.100] Вернуться к основной статье