ЭПР спектрометр Bruker Elexsys E580 предназначен для исследования твердых тел (в том числе монокрислаллов), жидкостей и водных растворов.

Прибор работает в стандартном (CW) и импульсном (FT) режиме в области X-band, причем выбранная конфигурация позволит в дальнейшем расширение в области W-band и L-band. Конструкция магнита допускает проведение томографических исследований. Прибор снабжен полным пакетом ПО для данной конфигурации, включающий в себя программы Aepr, FDepr, Xepr. Важнейшие опции – ENDOR (двойной электронно-ядерный резонанс), и TRIPLE для исследования прямых и косвенных обменных взаимодействий. Прибор позволяет проводить эксперименты в инертной атмосфере в диапазоне температур от 3.7 К до 500 К. Прибор оснащен УФ-ртутным осветителем с фокусировкой для облучения образца непосредственно в резонаторе. В спектрометре предусмотрены абсолютные измерения частоты, магнитного поля, СВЧ-поля, количества ПЦ в пробе.

/

 

Bruker Elexsys E580

Описание

В РЦ установлен прибор Bruker ELEXSYS E580 (X-BAND) в конфигурации, допускающей расширение в W-диапазон и L-диапазон. В настоящее время наш прибор позволяет вести исследовании как в стандартном (CW), так и импульсном с Фурье-преобразованием (FT) режимах.
Пакет ПО для данной конфигурации включает программы Aepr, FDepr, Xepr.
Важнейшие опции — ENDOR (двойной электронно-ядерный резонанс, ДЭЯР), и TRIPLE для исследования прямых и косвенных обменных взаимодействий.

Опции условий эксперимента:

      • Измерения образцов производятся в пробах диаметром до 10 мм, в инертной атмосфере, с частотой модуляции 100 кГц и амплитудой модуляции от 20 Г до 2 мГ, возможен режим накопления слабых сигналов.

      • Диапазон температур образца от 3,7 К до 500 К.

      • УФ ртутный осветитель (200 — 2000 нм, 260 кд, 100 Вт), с фокусировкой для облучения образца непосредственно в резонаторе.

      • В спектрометре предусмотрены абсолютные измерения СВЧ-частоты и магнитного поля В0.

      • Абсолютная чувствительность не хуже 1.2×109 spin/G на образец, возможно измерение абсолютного количества ПЦ в пробе.

      • Измерения могут производиться при мощности СВЧ-кванта от 200 мВт до 0,2 мкВт.

      • В импульсном режиме мощность импульса до 1 кВт при ширине импульса 0,07 — 15 мкс, фронт импульса 12 нс.

      • Исследования в режиме ENDOR и TRIPLE могут проводиться в диапазоне от 1 — 400 МГц, что позволяет изучать сверхтонкие взаимодействия практически со всеми и между всеми ядрами.

      • 10˝ магнит с максимальной индукцией магнитного поля 11 кГc.

      • Набор резонаторов позволяет проводить измерения проб во всех режимах и в различных агрегатных состояниях (твердое тело, жидкости и водные растворы). Прибор укомплектован гониометром для проведения исследований с монокристаллами.

Характеристики

Ширина воздушного зазора 100 мм, для совместимости с модулями дополнительных градиентных катушек и модулями для L-диапазона
Максимальное магнитное поле 11.0 кГс
Неоднородность магнитного поля в рабочей зоне (10×10×22 мм3)±5% 10 мГс

Кратковременная нестабильность по магнитному полю в зазоре магнита 5 мГс
Долговременная стабильность по магнитному полю в зазоре магнита 10 мГс
Точность установки значения магнитного поля по всему диапазону 500 мГс
Диапазон разрешения от 2 до 256000 точек
Диапазон скорости протяжки магнитного поля: от 320 мкс/точка до 5 с/точка
Возможность изменения магнитного поля за один проход от -11 кГс до 11 кГс
Точность установки центра развертки 24 бит

Микроволновый (СВЧ) тракт

Рабочая частота от 9.3 ГГц до 9.9 ГГц
Мощность СВЧ колебаний 200 мВт
Диапазон изменения СВЧ-мощности 60 дБ
Шаг установки аттенюатора мощности 1 дБ
Изменение фазы СВЧ-колебаний от 0° до 360°
Автоматическая стабилизация частоты генератора с частотой 70 кГц
Стабильность системы автоматической подстройки частоты 10-8
Двухканальный предусилитель для сигнала ЭПР и АПЧ с полосой пропускания от 30 Гц до 6.5 МГц
Встроенный измеритель частоты СВЧ-колебаний с точностью 1 кГц

Характеристики импульсного режима:

Полосковые формирователи импульсов
Число каналов с одинаковой амплитудой 4
Сдвиг фаз между каналами 90°
Максимальная пиковая мощность по каждому каналу 1 кВт
Параллельная схема каналов с возможностью наложения импульсов
Точность формирования импульсов 2 нс

Микроволновые резонаторы Х-диапазона

Импульсный резонатор с оптическим окном
Импульсный резонатор с возможностью ENDOR-измерений
Высокодобротный CW-резонатор с оптическим окном для исследования проб с различными физико-химическими свойствами в разных агрегатных состояниях
Цилиндрический резонатор для исследования водных растворов
Ячейка для водных растворов

Система для ультрафиолетового облучения проб в резонаторах

Мощность источника 100 Вт
Диапазон длин волн от 200 нм до 2000 нм

Тесламетр на основе ЯМР-эффекта

Пределы измерения поля на одном датчике 1,5 — 11 кГс
Точность измерения 5 мГс
Цифровое разрешение 1 мГс

Одноосный гониометр

Точность 1/8 град

Система наблюдения ENDOR+TRIPLE в стандартном и импульсном режимах

Два генератора на DDS с регулируемой частотой каждого от 1 МГц до 400 МГц
Радиочастотная коммутационная матрица для режимов RF1, RF2, RF+RF2, RF1×RF2
Аттенюатор 30 дБ
Шаг аттенюатора 1 дБ
Линейность амплитуды во всем диапазоне частот 3 дБ
Разрешение фазы сигнала 14 бит
Время переключения фазы, амплитуды и частоты 200 нс
Отношение уровней импульсов ON/OFF 80 дБ
Радиочастотный усилитель с полосой пропускания 10 кГц — 100 МГц, 150 Вт

Система регистрации сигнала и сбора данных

Количество независимых входных каналов 2
Количество переключаемых входов на каждый канал 4
Возможность выбора частот модуляции сигнала
Полоса пропускания детектора сигнала 30 МГц
Высоко-линейный усилитель для модулированных сигналов на частотах от 80 Гц до 200 кГц
Усилитель для быстрой развертки
Наличие внутренней и внешней синхронизации

Режим синхронного детектирования сигнала

Частоты модуляции от 80 Гц до 1 МГц
Возможность одинарной и двойной модуляции
Возможность одновременного детектирования вплоть до 3-ей производной сигнала
Разрешение амплитуды в CW-режиме 27 бит
Дискретизация по полю и времени 256000 точек

Режим быстрой развертки магнитного поля

Максимальная частота развертки поля 200 Гц
Максимальная амплитуда развертки поля 200 Гс
Детектирование модулированного и немодулированного сигнала

Режим времяразрешенной регистрации

Количество каналов 2
Разрешение по амплитуде при единичном измерении 14 бит
Дискретизация временной оси 16000 точек
Скорость считывания данных 125 МГц

Импульсный режим

Частота дискретизации 1 ГГЦ
Время задержки от 1 нс до 10 мс
Полоса пропускания аналогового сигнала 500 МГц
Длина записи от 32000 до 64000 точек
Число автоматических усреднений (на плате прибора) 64000
Разрешение по амплитуде при единичном измерении 8 бит
Время восстановления 1 мкс

Гелиевая низкотемпературная приставка

Диапазон рабочих температур: 3,8 — 300 К
Возможность оптического облучения исследуемой пробы
Вакуумный пост для откачки рабочего объема температурной приставки до остаточного давления 10-6 тор

Азотная температурная приставка

Диапазон рабочих температур: 100 — 500 К

СВЧ-резонаторы Х-диапазона

возможность облучения исследуемой пробы
максимальная амплитуда модуляции поля 16 Гс

Резонатор для стационарного режима исследований
минимальный диаметр отверстия для ввода образца 10 мм
возможность для автоматического согласования с волноводным трактом
добротность пустого резонатора 16000
абсолютная чувствительность при соотношении сигнал/шум 2500:1 (1.2×109 спин/Гс)
возможность измерения при температурах пробы от 3,8 до 500 К

Резонатор для импульсного режима измерений
максимальный диаметр ампулы с пробой 5 мм
диапазон регулировки добротности пустого резонатора от 20 до 5000
мертвое время при минимальной добротности 70 нс
возможность измерения при температурах пробы от 3,8 до 300 К

Резонатор для импульсного ENDOR- режима измерений
максимальный диаметр ампулы с пробой 4 мм
диапазон регулировки добротности пустого резонатора от 100 до 2000
мертвое время при минимальной добротности 80 нс
возможность измерения при температурах пробы от 3,8 до 500 К

Цилиндрический резонатор для исследования водных растворов
минимальный диаметр отверстия для ввода образца 11 мм
возможность для автоматического согласования с волноводным трактом
добротность пустого резонатора 12000
возможность измерения при температурах пробы от 3,8 до 500 К

ячейка для водных растворов

Система охлаждения резонатора при высокотемпературных исследованиях

Снимаемая тепловая мощность 12 кВт