• Год:2020
    Авторы:Бабунц,РА; Единач,ЕВ; Гурин,АС; Бадалян,АГ; Романов,НГ; Баранов,ПГ
    Подразделения:

    Магнитный резонанс, открытый в России, является мощным аналитическим методом изучения спиновых явлений, доступным для физиков, химиков, биологов. Магистральным направлением развития магнитного резонанса является повышение рабочих частот и использование двойных резонансов, в которых чувствительность может достигать естественного предела — регистрации спина одиночного квантового объекта. Нами впервые в мировой практике разработана линейка высокочастотных спектрометров электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и оптически детектируемого магнитного резонанса (ОДМР), работающих в непрерывном и импульсном (электронное спиновое эхо - ЭСЭ) режимах с регистрацией резонанса в основных и возбужденных состояниях по микроволновому и оптическому каналам, выполненная на единой технологической платформе с использованием коммерческой криогенной системы замкнутого цикла. Широкие возможности спектрометра продемонстрированы на многочисленных спиновых системах, включая ЭПР, ЭСЭ, ОДМР NV- дефектов в алмазе, ионов Tb3+, Gd3+, Ce3+, Er3+ и др. в гранатах, основных электрически активных примесей и спиновых кубитов в SiC.

    Иллюстрации

    Внешний вид спектрометра и микроволновые блоки (совместная разработка с компанией ДОК). Основные параметры: 130 ГГц-50 mW и 94 ГГц-100 mW; ±7 Тл; 1.5-300 К; 10 ns — 0.1 s. Примеры спектров ЭПР в иттрий-алюминиевом гранате с модуляцией магнитного поля и частоты (впервые в мировой практике). Показано гигантское расщепление электронных и ядерных спиновых уровней Tb3+ (J=6, I=3/2) в нулевом магнитном поле.

    Публикации

    1. R.A. Babunts et al, Capabilities of Compact High-Frequency EPR/ESE/ODMR Spectrometers Based on a Series of Microwave Bridges and a Cryogen-Free Magneto-optical Cryostat, Appl. Magn. Resonance, 51, 1125 (2020).
    2. R.A. Babunts et al, Features of High-Frequency EPR/ESE/ODMR Spectroscopy of NV-Defects in Diamond, Physics of the Solid State 62, 2024 (2020).
    3. Патент РФ № 2711228. Зарегистрирован 15.01.2020. Бабунц Р.А., Бадалян А.Г., Успенская Ю.А., Гурин А.С., Романов Н.Г., Баранов П.Г.
    4. Патент РФ № 2711345. Зарегистрирован 16.01.2020. Бабунц Р.А., Бадалян А.Г., Единач Е.В., Гурин А.С., Романов Н.Г., Баранов П.Г.