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美利用自由电子激光驱动EPR光谱仪 成功“突破”电磁瓶颈
材料来源:互联网           录入时间:2012-10-9 11:56:28

 EPR(electron paramagnetic resonance,电子顺磁共振),由不配对电子的磁矩发源的一种磁共振技术,可用于从定性和定量方面检测物质原子或分子中所含的不配对电子,并探索其周围环境的结构特性。过去几十年,由于受到电磁辐射源的限制,只能用来激发电子:在EPR更为强大的高电磁场和高频率下,脉冲波(不是连续波)可以激发目标电子。

图1:加州大学圣巴巴拉分校的EPR光谱仪。(Susumu Takahashi提供)

直到最近,EPR光谱才得以用几十GHz的电磁辐射来实现。现在,一个由多个大学组成的联合研究小组成功使用240 GHz的电磁辐射驱动EPR光谱仪,他们使用这项技术来研究被束缚在钻石中的自由基和氮原子的电子自旋。电磁辐射是由美国加州大学圣巴巴拉分校(UCSB)的自由电子激光器(FEL)产生的。

图2:加州大学圣巴巴拉分校的自由电子激光器,用于抽运EPR光谱仪。(Susumu Takahashi提供)

UCSB太赫兹科学技术学院院长兼物理教授Mark Sherwin说:“每个电子都可以看作一个微型磁铁,能够感应到其附近纳米尺度范围内的原子所引发的磁场。利用自由电子激光抽运的EPR,我们成功突破了EPR所遇到的电磁瓶颈,使电子能够运动得更快,到达比以往更远的距离。我们期待着科技取得突破性的进展,为新药物和更高效的塑料太阳能电池等新发现奠定基础。”

      研究人员说,这一改进将揭开笼罩分子世界的面纱,科学家能以更高的分辨率来研究微小的分子。
 
      这项研究获得了美国国家自然科学基金和W.M. Keck基金的资助,发表在9月20日的《自然》杂志上。
 


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