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, включающим 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 данный прибор позволяет вести исследования как в стандартном (CW), так и импульсном с Фурье-преобразованием (FT) режимах.
Пакет ПО для данной конфигурации включает такие программы, как 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 магнитного поля – 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 256 000 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 — 256 000 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 — 16 000 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 32 000 до 64 000 точек.
Число автоматических усреднений (на плате прибора) — 64 000.
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 — 16 000.
Абсолютная чувствительность при соотношении сигнал/шум — 2500:1 (1.2×109 спин/Гс).
Возможность измерения при температурах пробы — от 3.8 К до 500 К.
Резонатор для импульсного режима измерений
Максимальный диаметр ампулы с пробой — 5 мм.
Диапазон регулировки добротности пустого резонатора — от 20 до 5 000.
Мертвое время при минимальной добротности — 70 нс.
Возможность измерения при температурах пробы — от 3.8 К до 300 К.
Резонатор для импульсного ENDOR- режима измерений
Максимальный диаметр ампулы с пробой — 4 мм.
Диапазон регулировки добротности пустого резонатора — от 100 до 2 000.
Мертвое время при минимальной добротности — 80 нс.
Возможность измерения при температурах пробы — от 3.8 К 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 — 12 000.
Возможность измерения при температурах пробы — от 3.8 К до 500 К. Ячейка для водных растворов.
Система охлаждения резонатора при высокотемпературных исследованиях
Снимаемая тепловая мощность — 12 кВт.
