Elektron paramagnit rezonans hodisasi

Tsiklotron rezonans hodisasi. Bu hodisa klassik fizika nuqtai nazaridan kuchli deb hisoblangan B 1 va kvantlanish e‟tiborga olinmaydigan magnit
maydonida yuz berad. Uning qisqacha bayoniga to„xtalsak.

Magnit maydon elektron harakatining unga tik tashkil etuvchisiga ta‟sir ko„rsatadi. Shu sababli elektronning magnit maydonga tik tekislikdagi harakatini qarasak, u magnit maydon atrofida

radiusli aylana bo„ylab harakat qilad. Bu yerda _c ^m_ tsiklotron chastata deyiladi. Shu bilan bir vaqatda elektron magnit maydon yo„ takroriylik elektromagnit nurlanish o„tayotgan bo„lsa, nurlanish energiyasi hisobiga elektron tezlashadi, binobarin nurlanish kuchi darajada yutiladi. Ana shu xodisa tsiklotron rezonans deyiladi. Uning yuz berish shartlari

B 1 va  _c  (1.1.2)

eB 1
Birinchi shartdan _c  _ yoki _c 1 bo„lishligi kelib chiqadi,

m 

ikkinchi shartdan esa, skalyar effektiv massasini toppish mumkin:

^ eB

m ^ (1.1.3)


Ellipsoidal energiya zonalari holida m₁ , m₂ , m₃ massalarni aniqlash uchun kuchli yutilish kuzatiladigan uchta ₁, ₂ , ₃ nurlanish takroriyliklari topiladi, ular aniqlanayotgan massalar bilan quyidagicha bog„langan: eB eB eB

₁ ;₂ ;₃  (1.1.4)
m m2 3 m m1 3 m m1 2
Ravshanki, bu uch tenglikdan m₁ , m₂ , m₃
Magnit maydonda joylashgan paramagnit zarralarga ega bo„lgan moddaning elektromagnit to„lqin energiyasini rezonans ravishda yutish hodisasi elektron – paramagnet rezonans deb nomlanadi. Tashqi maydon H ta‟sirida yig„indi spini S ga teng bo„lgan zarra 2S+1 ta sathga ajratadi. Sathlar orasidagi energiya farqi
E  2BH (1.1.5)

Darhaqiqat, erkin elektron uchun S  ,   g_{s B S} . Bunda g = 2,0023 (erkin

1. 1
   

elektron uchun) va _s   . Demak, elektron E₁   g_s_{B s} , E₂   g_s_{B s}

2. 2
   

energiyalarni qabul qila oladi. Unda
E  E₂  E₁  g_s_BH  2_BH (1.1.6)
Elektromagnit to„lqin energiyasi kvant uchun
 E g H_B (1.1.7)
Shart bajarilganda kuchli yutilish kuzatiladi. Bu hodisa yordamida metallardagi o„tkazuvchan elektronlarning spinlari orientatsiyasini, nuqsonlarda boshqa hodisalarni o„rganish mumkin.
Spin kichik satxlari energiyalaridagi farq bu sathlarning zarralar bilan to„lishida farqlarning bo„lishiga (polyarizatsiya) olib keladi va bu esa o„z navbatida mokroskopik paramagnit moment yuzaga keltiradi.
Rezonasn nurlanish chastatasini o„zgartira borib, rezonans chastata chastata yaqinida yoki shu chastata funksiyasi – taxlili (yoyilmasi) yaqinida sodir bo„ladi.
Natijada 1 – rasmdagi kabi magnit rezonans chizig„i yoki magnit rezonans spektrining bir nechta chiziqlari xosil bo„ladi. Ko„pgina paramagnit rezonanslarda
chiziq nisbiy kengligi ^ juda kichik bo„ladi (10^{– 9} gacha) va paramagnit
₀

spektr ajralishi yaqqol ko„zga tashlanadi. Bu spinlarning “panjara” bilan kuchsiz bog„lanishi natijasidir. Shu bilan birga spin – gamiltoniyani parametrlari spin bilan tashqi muxit ta‟siriga bog„liq bo„lib u muhitdagi spektral strukturaviy bog„lanishlarni o„zida aks ettiradi. Bu esa bir biriga juda yaqin va o„xshash spin chiziqlarini farqlash imkonini beradi.

Eksperimentator magnit rezonans sharti bajarilishiga erishishi uchun qutblovchi va uyg„otuvchi tashqi maydon parametrlarini o„zgartira boradi. Bu parametrlar maydon kuchlanganligi (induktsiya), chastatasi (yoki fazasi) ning vaqt o„tishi bilan tebranishidir. Shu yo„l bilan rezonans chiziqlarining intensivligi, chastatasi va kengligini o„zgartirish mumkin. Bu o„zgarishlarni shu tur spinli shu ob‟ektda o„zgarish qilmasdan amalga oshirish mumkin. Bunda rezonansning uyg„onish shartlari o„zgaradi xolos (aylanuvchi sanoq sistemasidagi rezonans namuna aylanib turadi ikkilangan rezonanslar va hakazo).
Aloxida yakkalangan spin yoki o„zaro ta‟sirlashuvchi spinlar sistemasi modda strukturasini aniqlashda zont vazifasini o„tashi mumkin. Spin – gamiltoniyanlar tipi va simetriyasi spinni o„z ichiga oluvchi molekula va kristallar tuzilishiga bog„liq bo„ladi. Masalan chiziqlar soni yoki chiziqlar guruhi soni spindagi ekvivalent bo„lmagan spin holatlari soni bilan belgilanadi. Agar spinlar bir xil va ularning atrof muhit bilan ta‟sirini hisobga olmaslik mumkin bo„lsa u holda H₀ maydonda Zeeyman gamiltoniyani deb atalgan qismi