II. NMR radionica u Trogiru (2011.)

I. NMR radionica u Trogiru (2010.)

SOLeNeMaR

"Strenghtening the SOLid-state research capacities in Zagreb by the introduction of Nuclear Magnetic Resonance method"

Koordinator:
prof.dr.sc. Miroslav Požek
Fizički odsjek, PMF, Zagreb
mpozek@phy.hr

 

Laboratorij za nuklearnu magnetsku rezonanciju čvrstog stanja
(u osnivanju)

Fizički odsjek, PMF
Bijenička 32, PP 331
HR-10002 Zagreb

Kontakt: prof.dr.sc. Miroslav Požek
e-mail: mpozek@phy.hr

Admin login
Username:
Password:

NMR i NQR čvrstog stanja

Što ispituje NMR i NQR?


  • Spinovi jezgara su vezani na elektronski spinski sustav.

  • NMR metoda je bazirana na interakcijama spina atomskih jezgara s elektronskim spinskim sustavom.

  • NMR metoda je osjetjiva na statička i dinamička svojstva elektronskog spinskog sustava (na mikroskopskoj razini).

  • Možemo ispitivati spinska (magnetska) svojstva i svojstva naboja u materijalu.

  • Nuklearni magnetizam = kolektivna makroskopska magnetska svojstva ansambla velikog broja atomskih jezgara.


NMR čvrstog stanja omogućuje dobivanje mikroskopske informacije o

  •  kristalnoj strukturi (strukturnim faznim prijelazima)
  •  elektronskoj strukturi (uređenju naboja)
  •  magnetizmu (magnetskim faznim prijelazima, spinskoj strukturi)
  •  niskoenergijskim fluktuacijama spinova
  •  niskoenergijskim fluktuacijama naboja

Laboratorij za NMR čvrstog stanja

Osnovni dijelovi eksperimentalnog postava su NMR spektrometar s pripadnom instrumentacijom, poseban supravodljivi magnet za NMR metodu - visoke homogenosti i stabilnosti magnetskog polja (12-14T), niz posebno prilagođenih sondi i pojačala za NMR i NQR mjerenja različitih jezgara. Ovakav postav omogućuje mjerenja na niskim temperaturama i u promjenjivim magnetskim poljima. Uzorak se nalazi u zavojnici u koju dovodimo specijalne visoko frekventne (VF) pulsne sekvence kojima pobuđujemo odabrane atomske jezgre, te mjerimo odziv. U NMR konfiguraciji uzorak se nalazi u vanjskom magnetskom polju B0. U NQR konfiguraciji nema vanjskog magnetskog polja.

Što se zbiva nakon VF pulsa?

  •  Sustav spinova jezgara se vraća nazad u stanje termodinamičke ravnoteže.
  •  Relaksacija sustava spinova jezgara (interakcije spin-spin i spin-rešetka).
  •  U zavojnici se inducira signal uslijed povratka magnetizacije Mz i gubitaka Mx i My komponenti.

 

U prikazanom eksperimentu, NMR je mikroskopska proba koja istražuje

  • Magnetska spinska svojstva i svojstva naboja.

  • Statička svojstva elektronskog spinskog sustava (Knight pomak u izmjerenom NMR spektru).

  • Dinamička svojstva elektronskog spinskog sustava (mjerenje vremena nuklearne relaksacije).

NMR čvrstog stanja i visokog razlučivanja može služiti za:

  • Određivanje lokalne spinske strukture (lokalne susceptibilnosti).

  • Određivanje mikroskopske slike faznih prijelaza (npr. prijelaza u supravodljivo stanje).

________________

Napomena: na fotografijama je prikazan eksperimentalni postav Laboratorija za NMR čvrstog stanja Instituta za čvrsto stanje u Dresdenu. Cilj europskog projekta SOLeNeMaR je opremanje takvog laboratorija na Fizičkom odsjeku PMF-a u Zagrebu.