Давач сигналів ядерного квадрупольного резонансу


Прилад призначений для реєстрації сигналів ядерного квадрупольного резонансу (ЯКР) у складі радіоспектрометра неперервної дії при дослідженні структури, хімічного складу твердих речовин. Його можна використовувати також в області високоточної ЯКР термометрії. Поглинання енергії радіочастотного поля на резонансній частоті ядерною спіновою системою досліджуваного зразка призводить до зменшення добротності контуру і, як наслідок, викликає зміну амплітуди високочастотних коливань. Для ефективного поглинання енергії радіочастотного поля спінової системою необхідно, щоб добротність котушки з досліджуваним речовиною і коефіцієнт її заповнення були по можливості максимальними.

Основою давача сигналів ядерного квадрупольного резонансу є генератор слабких високочастотних коливань, амплітуда яких залежить від внесених втрат в коливальний контур за рахунок ядерної динамічної сприйнятливості досліджуваного зразка. Зовнішній вигляд датчика показаний на фото. Він містить модуль симетричного автодинного спін-детектора, набір змінних високочастотних котушок (для діапазонів 2-20, 20-30, 30-50 МГц), поворотний механізм обертання досліджуваного зразка, а також систему модулюючих котушок Гельмгольца. Досліджуваний зразок фіксують у контейнері поворотного механізму, що розміщений у високочастотному полі котушки коливального контуру автодинного спін-детектора. Передбачена можливість використання частотної та магнітної модуляцій умов резонансу. За наявності зовнішнього магнітного поля датчик може використовуватися для дослідження ЯМР, радіочастотних розмірних ефектів, осциляцій магнітоопору в напівпровідниках.

Основні технічні характеристики приладу

– діапазон робочих частот 2-50 МГц;

– девіація частоти до 10 кГц;

– рівень високочастотної напруги в контурі 10-500 мВ;

– коефіцієнт підсилення продетектированного сигналу

(при смузі пропускання 10 Гц-20 кГц) 51 ± 2 дБ;

– напруженість магнітного поля в модулюючих котушках

(при частоті модуляції 70 Гц) до 80 Гс;

– максимальні розміри досліджуваних зразків 20мм 15мм 15 мм;

– напруга живлення 24 В.

 

Переваги

  • Підвищена завадостійкість та чутливість за рахунок побудови автогенераторного каскаду на основі симетричної схеми.
  • Застосування приймальної котушки спеціальної форми, що збільшує однорідну область напруженості високочастотного поля.
  • Наявність механізму обертання досліджуваного зразка у приймальній котушці.

Галузі застосування

  • Дослідження структури кристалів напівпровідникових матеріалів при розробці новітніх технологій їх отримання.
  • Дослідження ЯКР у твердих тілах.
  • Дослідження орієнтаційної залежності ЯКР.
  • ЯКР-термометрія.