LPCVD法制备的高纯半绝缘4H-SiC晶体ESR谱特性

利用电子自旋共振波谱（ESR）仪,分析由低压化学气相沉积（LPCVD）法制备的高纯半绝缘4H-SiC材料本征缺陷.结果发现,在暗场条件下获得的缺陷信息具有碳空位（V_C）及其络合物的特征;谱线具有半高宽较大、峰谷明显不对称的特点.分析认为造成ESR谱线半高宽较大及峰谷不对称现象的主要原因是测试温度较高.同时,吸收谱中峰谷不对称现象及较大半高宽现象的出现还与不对称的晶格结构及缺陷浓度的不均匀分布有关.在110 K测试温度下,能级上的电子分布对ESR谱特性影响很小. 关键词： 低压化学气相沉积 高纯半绝缘4H-SiC 电子自旋共振 本征缺陷     

轨道诱导Peierls相变材料MgTi_2O_4的电子自旋共振研究

用变温电子自旋共振手段(Electron Spin Resonance,ESR),对轨道诱导Peierls相变MgTi_2O_4体系进行了研究.研究发现,轨道诱导Peierls相变所伴随的自旋二聚相变对ESR谱产生了影响.在相变温度以上,MgTi_2O_4的磁性为顺磁行为.而在相变温度以下,ESR谱显示MgTi_2O_4的磁性偏离了顺磁行为.对ESR谱线的参数拟合结果显示,MgTi_2O_4在发生轨道诱导Peierls相变时,自旋耦合作用逐渐增强.这说明:自旋耦合作用的增强很有可能是导致相变的一个重要的因素.     

2-甲基-6-(2-甲苯基)-2-庚烯的波谱学研究

采用色谱法从蒲儿根花部位中分离得到2-甲基-6-(2-甲苯基)-2-庚烯,该化合物第一次以单体的形式得到,通过测定氢-氢相关谱(1H-1H COSY)、DEPT谱、异核单量子相关谱(HSQC)及异核多键相关谱(HMBC)等二维谱确定了该化合物的结构,并对该化合物的1H NMR和13C NMR谱进行了归属.     

脉冲强磁场高频电子自旋共振装置的研制

国内第一套脉冲强磁场高频电子自旋共振(ESR)装置由武汉国家脉冲强磁场科学中心研制成功.该装置的频率范围为210-370 GHz,样品温度范围为2-300 K, 磁场强度为0-50 T.在脉冲强磁场ESR装置上进行了红宝石ESR实验,获得了Cr³⁺ 离子的ESR谱.     

完整大豆叶片中自由基对的相互作用

本工作对完整大豆叶片直接地进行了电子自旋共振谱的测量.通过求解薛定格方程,给出IP-700+的数值解析表达式,该式与ESR实验曲线符合的很好.从而证实电子自旋极化理论对大豆叶片中光诱导信号I动力学和线型分析的适用性,以及得到A1是叶绿素A二聚物的判断.     

轨道诱导Peierls相变材料MgTi2O4的电子自旋共振研究

用变温电子自旋共振手段,对轨道诱导Peierls相变MgTi2O4体系进行了研究。研究发现,轨道诱导Peierls相变所伴随的自旋二聚相变对ESR谱产生了影响。在相变温度以上,MgTi2O4的磁性为顺磁行为。而在相变温度以下,ESR谱显示MgTi2O4的磁性偏离了顺磁行为。对ESR谱线的参数拟合结果显示,MgTi2O4在发生轨道诱导Peierls相变时,自旋耦合作用逐渐增强。这说明:自旋耦合作用的增强很有可能是导致相变的一个重要的因素。     

多铁材料MnSb2O6中自旋涨落的ESR研究

具有手性晶体结构的MnSb₂O₆其基态为螺旋磁序,对外磁场有着响应丰富的铁电性.本文通过助熔剂法制备了高质量MnSb₂O₆单晶.电子自旋共振谱(ESR)的结果表明其共振场具有类似铁磁材料的各向异性温度依赖关系.这一结果表明MnSb₂O₆基态的螺旋磁序在外磁场中形成了随磁场方向转动的圆锥磁序相(conical phase).对共振峰半高宽的进一步拟合得到一个意外小的临界指数,这表明MnSb₂O₆中的磁矩具有二维特征并且存在着较强的竞争相互作用.     

不同惰性气氛及压强对碳纳米管电子自旋共振谱的影响

用直流碳弧法在He气氛和Ar气氛（压强为10—80 kPa）下制备碳纳米管,在770℃下将阴极深积物氧化至原重量的1％,得到纯的碳纳米管,测量不同气氛及压强下制备的碳纳米管的室温电子自旋共振（ESR)谱,讨论了不同惰性气氛及压强对所制备碳纳米管的直径分布及ESR谱线型、g因子、线宽和相对自旋浓度的影响. 关键词：     

BaCl2中Eu2+的电子自旋共振研究

制备和用X射线分析BaCl₂:Eu微晶的结构,并测量它的电子自旋共振(ESR)谱,结构分析和ESR谱都表明,替代Ba²⁺的Eu²⁺离子是处在轴对称的正交晶场中;并用抽对称的自旋哈密顿量和晶场哈密顿量对ESR实验数据进行拟合,求得在正交对称的BaCl₂中的Eu²⁺的自旋哈密顿参数;还发现Eu替代Ba²⁺的掺杂浓度的饱和值为0.34mol％。 关键词：     

金刚石中氮空位中心在外加磁场下的电子自旋共振

金刚石中单个氮空位中心的电子自旋在激光辐射下能够发出近红外的光致荧光,增加微波辐射可以对其进行量子调控,是室温条件下实现量子计算机的主要介质之一.本文利用激光共聚焦扫描显微系统观测到了金刚石晶体中氮空位中心的荧光二维扫描图,并通过二次相关函数测量验证了氮空位中心是单光子源.改变微波辐射频率得到了电子自旋共振谱,从而实现了对单个氮空位中心的量子调控.利用设计的可控静磁场研究了氮空位中心在不同磁场方向和大小时的光致荧光特性和自旋共振峰.实验结果表明两个电子自旋共振峰间的频率间距与静磁场的旋转角度成余弦函数关系,与理论分析结果一致.     

Two-Dimensional CW-ESR Correlation Spectroscopy

In the present paper, a new method called two-dimensional continuous-wave electron spin resonance (2-D CW-ESR) correlation spectroscopy is introduced. This method is based on mathematical analysis of ESR data obtained from common CW-ESR spectra. It is different from conventional 2-D ESR, which is built on multiple-pulse sequences. Synchronous and asynchronous 2-D CW-ESR correlation spectra defined by two independent magnetic field variable axes are generated by a correlation analysis of dynamic fluctuations of ESR signals induced by an external perturbation. The basic property of 2-D ESR correlation spectra is described. Several examples are investigated and discussed on applications of 2-D ESR correlation spectra in the spin self-trapping of 2-methyl-2-nitrosopropane (MNP), the mixture of spin adducts generated by self-trapping of MNP and 5,5-dimethyl-1-pyrroline N-oxide, and the coordination reaction of benzo-15-crown-5 with cupric ion in boron trifluoride-ether solution. The potential applications of this new 2-D CW-ESR method are discussed. Authors' address: Yong Li, Department of Chemistry, Tsinghua University, Beijing 100084, China     

双光谱二维异步相关光谱表征分子间相互作用的可行性研究

双光谱二维异步相关光谱(2T2D-异步相关光谱)是一种利用两幅一维光谱创建异步相关光谱的新方法。相对于最少需要三幅一维光谱的传统异步相关光谱, 2T2D-异步相关光谱可简化实验过程,有利于样品昂贵体系的表征。利用数学分析、模拟及实际体系实验对2T2D-异步相关光谱应用于表征分子间相互作用的可行性进行了研究。首先建立一个包含P和Q两种溶质的模拟体系,设定P有光谱峰, Q没有光谱峰。数学分析表明:(1)不正确设置P和Q初始浓度,可导致2T2D-异步相关光谱的强度恒为零;(2) 2T2D-异步相关光谱不能反映与分子间相互作用相关的峰强变化;因此,利用2T2D-异步相关光谱表征分子间相互作用可能得到错误的结论。为将2T2D-异步相关光谱发展成为表征分子间相互作用的可靠方法,首先对2T2D-异步相关光谱中P和Q初始浓度的设置方法进行了研究,得出当P和Q初始浓度满足文中式(6)时,可避免不正确设置P和Q初始浓度导致2T2D-异步相关光谱强度恒为零的情况;在此基础上,为解决2T2D-异步相关光谱不能反映与分子间相互作用相关的峰强变化问题,通过向体系中加入具有独立光谱峰和适合浓度的虚拟物质S,发展出带有辅助交叉峰的2T2D-异步相关光谱(ASAP-2T2D-异步相关光谱)。模拟体系实验表明ASAP-2T2D-异步相关光谱可正确反映与分子间相互作用相关的峰宽、峰位及峰强变化,是表征分子间相互作用的可靠方法。最后,将ASAP-2T2D-异步相关光谱应用于表征苯并-15-冠醚-5(BC)与Li^+间的相互作用,实验结果表明ASAP-2T2D-异步相关光谱可同时反映BC特征峰的峰位及峰强变化,进一步证实ASAP-2T2D-异步相关光谱可正确表征分子间相互作用。     

二维相关光谱分析在无创血糖检测特异性研究中的应用

主要利用二维相关光谱分析方法考察了血液中主要成分、测量过程中的系统漂移等因素对近红外光谱中的葡萄糖分子特异性的影响。首先测量了葡萄糖水溶液的近红外透射光谱,以葡萄糖浓度为外扰,计算二维相关同步谱及异步谱,通过对比分析确定了葡萄糖在合频和倍频区域的特征吸收峰位置。当葡萄糖水溶液中加入少量白蛋白后,其二维相关谱中葡萄糖的一级倍频吸收峰(1 590 nm)和二级倍频吸收峰(1 195 nm)出现了不同源的现象,表明白蛋白可能破坏了葡萄糖的特异性;进一步开展了人体口服葡萄糖耐量实验,测量了手掌部位的漫反射光谱,其二维相关谱中葡萄糖的同源性吸收也遭到破坏。另外,由于葡萄糖浓度变化引起的光谱变异信息较小,很容易被系统漂移掩盖,一般需要进行背景修正。在葡萄糖水溶液的透射实验和人体漫反射实验中,分别引入纯水样本和5%标准漫反射板作为参考,以时间为扰动的二维相关光谱分析的结果表明,经过参考样本的背景校正后,系统漂移在二维同步切线谱中引起的谱峰偏移变小,葡萄糖的特征吸收被增强。因此,在近红外光谱无创血糖检测中,应尽量避开与葡萄糖特征吸收不同源的波段,并有必要采取一定的参考测量方法以提高检测的特异性。     

甘草真伪品的FTIR光谱法鉴别研究

采用傅里叶变换红外(FTIR)光谱法并结合二维相关(Two-dimensional correlation spectroscopy)分析技术分别对药用植物甘草(药材对照品)及其伪品刺果甘草进行了无损快速鉴别研究。 结果表明：虽然甘草和伪品刺果甘草都是来源于同一科属,但两者所含化学组分的含量不同,其红外光谱图既有一定的差异,又有一定的相似。 而在红外二阶导数谱图上差异较明显,在二维红外谱图的差别不但较明显而且很直观。 凭借这些差异,可方便地进行真伪鉴别,同时还进一步表明了这两种甘草药材中化学组分之间的差异。 该法无损,快速,准确,样品量少,为客观评价中药材的来源,真伪,优劣等提供了一种新的方法和手段。     

归头和归尾二维相关红外光谱法的鉴别研究

采用红外光谱法 (FourierTransformInfraredSpectroscopy ,FTIR)并结合二维相关 (Two dimensionalcorrelationspectroscopy)分析技术分析鉴别了来自甘肃岷县的两批当归药材各自的归头和归尾。尽管归头和归尾属于同种药材的不同药用部位 ,在红外的一维谱图上较为相似 ,但由于氨基酸和挥发油在当归的根头部分和归尾部分的分布不均一而引起二维相关红外谱的不同而可方便的加以区分鉴别。该法快速、准确 ,为客观评价中药材提供了一种新的方法和手段     

Modelling of multifrequency ESR spectra of Fe3+ ions in crystalline and amorphous materials: A Simplified approach to determine statistical distributions of spin-spin coupling parameters

Focussed on the understanding of the complex Fe³⁺ electron spin resonance (ESR) spectra in crystalline and amorphous systems, the simulation program ESR-MAKRO-1 was developed, which allows the calculation of powder spectra of paramagnetic centers with 1/2 ≤S ≤7/2. For the reproduction of the ESR spectra of amorphous systems Gaussian distributions of the zero-field-splitting parameters of second and fourth order (D, E, a, F) were implemented into the program. Applications of ESR-MAKRO-l are given both for crystalline powders and for glassy systems. A stepwise analysis of the ESR spectra, allowing an approach to Fe³⁺ ESR spectra of amorphous matrices and showing the influence ofD, E, a, andF as well as their distributions, is given.     

一种新颖的稀土-2-羟基烟酸的配合物的结构和光谱性质研究

通过水热反应合成了一种新颖的稀土2-羟基烟酸的配合物{[LaL(HL)(H2O)3]1/3(SO4)2/3(H3O)2H2O}(H2L=2-hydroxynicotinic acid)。X-ray单晶衍射分析可知,2-羟基烟酸通过羧基O和羟基O原子桥连La离子,形成二维层状结构,层与层之间通过弱作用力拓展为三维结构。二维相关光谱分析表明N—H面外弯曲振动和C—H面外弯曲振动对磁微扰比较敏感,这可能是吡啶环上π电子云在磁微扰下变形引起C—H和N—H面外弯曲振动的响应,SO24-的ν4振动和羧基不对称伸缩振动对磁微扰也比较敏感;热微扰下N—H伸缩振动比较敏感。此外还对化合物进行了紫外和热重分析。     

三种多环芳烃混合溶液二维荧光相关谱解析

多环芳烃为优先控制污染物,但是由于其含量很低,多组分多环芳烃荧光峰相互重叠,所以常规荧光光谱法无法对其荧光峰进行有效解析。采用二维荧光相关分析方法对三种多环芳烃,蒽、菲和芘的混合溶液进行荧光峰解析。根据研究目标,按照三种多环芳烃浓度比的不同配制了三种混合物体系,共27个样本,每种体系的三种溶液浓度彼此间按规律递增和递减。在此基础上,以浓度为外扰,构建了各体系的同步和异步二维荧光相关谱。同步谱中,在425,402,381,373,365,393及347 nm处产生自相关峰。以未被覆盖的菲在347 nm处荧光峰为线索,通过其与各波长处荧光交叉峰的正负,判断出了402,381,425和452 nm处荧光峰源于混合溶液中的蒽; 373与393 nm处荧光峰源于混合溶液中的芘; 365,356及347 nm处荧光峰源于混合溶液中的菲。通过异步谱解析出菲的385 nm处荧光峰,证明了异步谱比同步谱具有更好的光谱分辨率。研究结果表明,采用二维荧光相关方法对光谱严重重叠的多组分多环芳烃的解析是可行的,并具有一定的优势,可推广到对环境中其他污染物质的检测。     

基于核磁共振的统计全相关谱在大鼠肾脏组织中的应用

生物组织是基于NMR的代谢组学研究的主要对象之一，广泛应用于分子病理学、毒理学、生物医学等众多领域. 但是，为了保证测定的准确，组织的NMR实验往往需要在较低的温度下和较短时间内完成，以防止由于组织内酶的降解和扩散而导致的某些代谢物质的分析信息被破坏. 统计全相关谱(Statistical Total Correlation Spectroscopy, STOCSY)是依靠一维谱来实现二维谱的一些功能的方法，不需要额外的实验时间，已经被广泛应用于代谢组学研究中. 本文采用STOCSY方法，通过对一系列¹H高分辨魔角旋转谱的统计分析和计算，得到了肾脏组织的准二维相关谱，其中共振峰之间的相关较为准确的反应了物质之间的耦合信息，为物质的归属提供了帮助.     

Multifrequency Two-Dimensional Fourier Transform ESR: An X/Ku–Band Spectrometer

A two-dimensional Fourier Transform ESR (2D FT ESR) spectrometer operating at 9.25 and 17.35 GHz is described. The Ku-band bridge uses an efficient heterodyne technique wherein 9.25 GHz is the intermediate frequency. At Ku-band the sensitivity is increased by almost an order of magnitude. One may routinely collect a full 2D ELDOR spectrum in less than 20 min for a sample containing 0.5–5 nmol of nitroxide spin-probe in the slow-motional regime. Broad spectral coverage at Ku-band is obtained by use of a bridged loop-gap resonator (BLGR) and of a dielectric ring resonator (DR). It is shown that an even more uniform spectral excitation is obtained by using shorter microwave pulses of about 3 ns duration. The dead-time at Ku-band is just 30–40 ns, yielding an improved SNR in 2D ELDOR spectra of nitroxide spin-probes withT₂as short as 20–30 ns. A comparison of 2D ELDOR spectra obtained at 9.25 and 17.35 GHz for spin-labeled phospholipid probes (16PC) in 1,2-dimyristoyl-sn-glycero-3-phosphoglycerol (DMPG) membrane vesicles showed that both spectra could be satisfactorily simulated using the same set of model parameters even though they are markedly different in appearance. The improved sensitivity and shorter dead-time at Ku-band made it possible to obtain orientation-dependent 2D ELDOR spectra of the Cholestane (CSL) spin-probe in macroscopically aligned lipid bilayers of egg yolk PC using samples containing only 1 mg of lipid and just 5 nmol of spin-probe.