E600_680.jpg

Высокопольная ЭПР и ENDOR-спектроскопия на частоте 94 ГГц

ELEXSYS E600 и E680

Семейство ЭПР-спектрометров ELEXSYS включает в себя две системы W-диапазона: E600 (CW) и E680 (CW/FT). Первая оптимизирована для стационарных ЭПР-экспериментов на частоте 94 ГГц, вторая может работать как в стационарном, так и в импульсном режиме. Оба высококлассных исследовательских инструмента сочетают широчайшие возможности и гибкость применения, но при этом чрезвычайно просты в управлении. Таким образом, исследователям в полной мере стали доступны все преимущества высокочастотной ЭПР-спектроскопии.

Диапазон рабочих температур ЭПР-резонатора W-диапазона TeraFlex: от 4 до 300 К, смену образца можно проводить при любой температуре. Высокоточная механика согласования и настройки резонатора и позиционирования образца обеспечивает удивительную простоту управления и высокую эффективность работы. Для настройки моста и согласования резонатора используется дисплей развертки частоты шириной 400 МГц. Все эти аппаратные возможности в полной мере поддерживаются программным пакетом Xepr с дружественным пользовательским интерфейсом.

Основные характеристики

  • Формирование импульсных последовательностей и контроль всех импульсных параметров, в т.ч. амлитуды, длительности, фазы и т.д. осуществляется в X-диапазоне. Преобразование сигналов в W-диапазон осуществляется с помощью технологии Intermediate Frequency (IF).
  • Высокая чувствительность и спектральное разрешение достигаются комбинацией генератора фиксированной частоты и фазового детектора.

Описанные конструктивные особенности гарантируют высокую точность удержания рабочей частоты, что является необходимым условием для точного определения g-факторов. Функциональная гибкость системы – результат использования модульной архитектуры ELEXSYS, отлично применимой для создания не только классических CW-ЭПР спектрометров, но и комбинированных CW/FT-систем. Одним щелчком мыши модель E680 переключается между стационарным и импульсным режимами, а также между X- и W-диапазонами (модификация E680X).

Конструктивные особенности

[Bitte nach "Russian" übersetzen:]

  • The high magent field required for W-band operation requires a superconducting magnets, however not all superconducting magnets are sutiable for EPR. Thus the EPR 6T SC was developed with EPR spectroscopy in mind. more...
  • As high frequency EPR, in particular pulse EPR, has evolved so have the desires of the EPR spectroscopist. Depending on the pulse EPR experiment, certain advantages are available with more microwave power. For such situations, we offer two W-band bridge upgrades. more...
W-Band bridge
W-Band bridge
Microwave bridge tuning
Microwave bridge tuning

Преимущества высокочастотной ЭПР-спектроскопии

  • Увеличение спектрального разрешения в сильных магнитных полях.
  • Увеличение чувствительности для образцов малого объема из-за лучшего фактора заполнения резонатора.
  • Увеличение ориентационной селективности для разупорядоченных систем.
  • Возможность исследования спиновых систем с более высоким расщеплением в нулевом поле из-за увеличения энергии квантов.
  • Лучшее разделение различных ядер в ENDOR-спектрах.
  • Выше чувствительность в ENDOR-экспериментах при регистрации низкочастотных ядерных спинов.
  • Упрощение спектров по причине ослабления эффектов второго порядка в высоких полях.
MW-Nutation of Coal Sample at 94 GHz
MW-Nutation of Coal Sample at 94 GHz. The nutation period is 62 ns with the 400 mW High Power Upgrade unit.

EPR 6T SC: сверхпроводящий магнит для W-диапазона

Главные конструктивные особенности второго поколения сверхпроводящих ЭПР-магнитов для W-диапазона: горизонтальная ориентация магнитного поля, стационарные тоководы, основные сверхпроводящие катушки с рабочим диапазоном 0 – 6 Тл и дополнительные катушки для развертки магнитного поля с высоким разрешением в диапазоне ±0,1 Тл.

 

В новой конструкции магнита постоянно подключенные к основной и дополнительной катушкам тоководы обеспечивают существенно меньшую скорость испарения жидкого гелия по сравнению с предыдущими моделями. Обе катушки подключены к специально разработанному блоку питания. Простое и безопасное управление магнитным полем осуществляется полностью через графический интерфейс рабочей станции ЭПР-спектрометра. Переключение между двумя режимами развертки производится одним кликом мыши.

EPR 6T SC: The W-Band Superconducting Magnet
EPR 6T SC: The W-Band Superconducting Magnet

Усилители для W-диапазона

Для импульсных ЭПР-экспериментов, в которых предпочтительны короткие длительности импульсов и широкие полосы возбуждения (например ESEEM, DEER и т.д.), мы предлагаем опциональные усилители W-диапазона мощностью 100 и 400 мВт. В случае 100 мВт длительность π/2-импульса в стандартном резонаторе W-диапазона равна примерно 40 нс. При 400 мВт – всего лишь 16 нс.

 

Преимущества более высокой мощности (400 мВт) очевидны на примере 4-импульсного DEER-эксперимента. Чем выше мощность, тем короче длительность импульса и лучше отношение сигнал/шум у получаемых данных, что в результате приводит к значительному сокращению времени проведения эксперимента по сравнению с более длинными импульсами мощностью 100 мВт.

4-Pulse DEER time traces
4-Pulse DEER time traces: 400 mW High Power Upgrade (red, upper) and 100 mW High Power Upgrade (green, lower)