طیف سنج های ESR/EPR

طیف‌سنج‌های ESR/EPR طیف تولید شده توسط انتقال سطح انرژی مغناطیسی الکترون‌های دارای اسپین خالص و تکانه زاویه‌ای مداری را اندازه‌گیری می‌کنند. طیف به‌دست‌آمده می‌تواند برای توصیف مواد مورد تجزیه و تحلیل استفاده شود.

نمایش تمام سازندگان طیف سنج ESR/EPR

درباره ESR/EPR

رزونانس اسپین الکترون (ESR) همچنین به عنوان تشدید پاراماژنتیکی الکترون (EPR) نیز شناخته می‌شود، روشی مستقیم برای اندازه‌گیری جذب تشعشعات مایکروویو مربوط به تقسیم انرژی یک الکترون جفت نشده هنگام قرار گرفتن در میدان مغناطیسی است. یکی از گونه هایی که حاوی الکترون های جفت نشده هستند رادیکال های آزاد هستند. رادیکال های آزاد مولکول های واکنش پذیر با الکترون های جفت نشده هستند. آنها باعث تجزیه اکسیداتیو روغن ها، محصولات غذایی می شوند و در بیوشیمی بیماری ها نقش دارند.

طیف ESR یک رادیکال آزاد ساده ترین طیف طیف سنجی است. اگر میدان مغناطیسی خارجی وجود نداشته باشد، دو حالت اسپین الکترون (اسپین به بالا و پایین) منحط می‌شوند. انحطاط حالت‌های اسپین الکترون که با عدد کوانتومی، m s = +/- 1/2 مشخص می‌شود، با استفاده از یک میدان مغناطیسی برطرف می‌شود. انتقال بین سطوح اسپین الکترون توسط تابش در فرکانس تطبیق القا می شود. هنگامی که یک میدان مغناطیسی القا می شود، اتم های دارای الکترون های جفت نشده یا در یک جهت (به بالا) یا در جهت مخالف (اسپین به پایین) میدان اعمال شده می چرخند. این دو هم ترازی ممکن انرژی های متفاوتی دارند دیگر انحطاط ندارند. ترازها با شدت میدان مغناطیسی اعمال شده متناسب هستند. این اثر زیمن نامیده می شود. یک الکترون جفت نشده با محیط خود برهمکنش می‌کند و جزئیات طیف‌های ESR به ماهیت آن برهم‌کنش‌ها بستگی دارد. خوانش ها می توانند اطلاعاتی را در مورد اطلاعات ساختاری و دینامیکی، حتی از فرآیند شیمیایی یا فیزیکی، بدون تأثیر بر خود فرآیند ارائه دهند.

طیف سنج های ESR/EPR

یک طیف سنج ESR/EPR شامل یک منبع مایکروویو، یک تضعیف کننده، یک حفره نمونه، و یک دیود آشکارساز است.

• منبع مایکروویو به طور کلی یک لوله klystron یا یک دیود Gunn است.

لوله کلیستون. 

• تضعیف کننده سطح قدرت را تنظیم می کند.

• سیرکولاتور ، امواج مایکروویو را در حین حرکت در سیستم تغییر مسیر می دهد.

• حفره نمونه نمونه را نگه می دارد. نمونه می تواند گازها، تک بلورها، محلول ها، پودرها و محلول های منجمد باشد.

نکته طراحی : محلول‌ها نباید از حلال‌هایی با ثابت دی الکتریک بالا استفاده کنند، زیرا امواج مایکروویو را جذب می‌کنند و محلول‌های منجمد باید از حلال‌هایی استفاده کنند که برای یک لیوان در هنگام یخ زدن (تقارن کم و بدون پیوند هیدروژنی) استفاده کنند.

• آشکارساز دیود در امتداد بردار E صفحه = مایکروویو پلاریزه نصب شده است و جریانی متناسب با توان مایکروویو منعکس شده از حفره تولید می کند.

طیف سنج ESR/EPR. 

امواج مایکروویو تولید شده از طریق تضعیف کننده، از طریق سیرکولاتور و روی نمونه ارسال می شود. امواج مایکروویو منعکس شده از حفره نمونه در سیرکولاتور به دیود آشکارساز هدایت می شوند. سیگنال به صورت کاهش جریان در آشکارساز مشابه با جذب امواج مایکروویو توسط نمونه خارج می شود.

طیف ESR/EPR می تواند بسیار پیچیده باشد و اغلب نیاز به تجزیه و تحلیل کامپیوتری دارد.

منبع

globalspec