Природа несимметричной формы резонансных линий в спектрах ЭПР при наличии спектральной диффузии. Аномальный “резонансный” отклик нерезонансных частиц
Руководитель: К.М. Салихов (КФТИ ФИЦ КазНЦ РАН)
Установлена физическая природа несимметричной формы резонансных линий в стационарных спектрах электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) растворов парамагнитных частиц, вызванная обменным взаимодействием частиц при бимолекулярных столкновениях и диполь-дипольным спин-спиновым взаимодействием. Асимметрия резонансов возникает благодаря взаимному переносу спиновой когерентности между спинами c разными собственными частотами возбуждения спинов.
Происходит аномальный «резонансный» отклик спинов:
- Амплитуда вынужденной намагниченности спинов под воздействием микроволнового поля с заданной частотой демонстрирует резонансный эффект как для спинов, собственная частота которых совпадает с частотой вынуждающего поля, так и для всех нерезонансных спинов.
- Фазы вынужденной стационарной намагниченности резонансных и нерезонансных спинов отличаются. Поэтому нерезонансные спины дают в наблюдаемый на опыте спектр поглощения ЭПР дополнительный вклад- дисперсию нерезонансных спинов.
Показано, что полученные результаты можно обобщить на другие системы, в которых реализуется спектральная диффузия. Хорошо известным примером может служить спектральная диффузия для электронных и ядерных спинов, вызванная обратимыми химическими реакциями, так называемый химический обмен.
Рис.1. Вклад двух взаимодействующих подансамблей спинов с разными резонансными частотами в спектр ЭПР. Расчеты приведены для модельной системы со следующими параметрами: Расстояние между положениями линий в спектре равно 23 Гс; время декогеренции изолированных спинов равна 0.57 mс; скорость переноса спиновой когерентности 7 107 1/c.
Публикации:
- Salikhov, K.M. New paradigm of spin exchange and its manifestations in EPR spectroscopy. Appl. Magn. Reson. 51, 297-325 (2020).
- К.М. Салихов. Проявление переноса когерентности в спектроскопии. Новая парадигма спинового обмена и его проявления в спектрах ЭПР. Известия РАН, серия физическая 84, 659-663 (2020)
- K.M. Salikhov. Interpretation of the Nature of the Mixed Form of Resonance Lines of the EPR Spectrum in a New Paradigm of Spin Exchange. Abnormal "Resonance” of Non-Resonant Spins. J. Phys. Chem. B, 124, 30, 6628-6641 (2020)
Направление: II. Физические науки, направление 8
Тема 0217-2019-0003
