Development of a FM-EPR instrument

FM-EPR仪器的开发

基本信息

  • 批准号:
    12555114
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 5.06万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2000
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2000 至 2002
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

A frequency modulation (FM) method was developed to measure electron paramagnetic resonance (EPR) absorption. The first-derivative spectrum of 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) powder was measured with this FM method. Frequency modulation of up to 1.6 MHz (peak-to-peak) was achieved at a microwave carrier frequency of 1.1 GHz. By using a tunable microwave resonator and automatic control systems, we achieved a practical continuous-wave (CW) EPR spectrometer that incorporates the FM method. In the present experiments, the EPR signal intensity was proportional to the magnitude of frequency modulation. The background signal at the modulation frequency (1 kHz) for EPR detection was also proportional to the magnitude of frequency modulation. An automatic matching control (AMC) system reduced the amplitude of noise in microwave detection and improved the baseline stability. Distortion of the spectral lineshape was seen when the spectrometer settings were not appropriate, e.g., with a lack of the open-loop gain in automatic tuning control (ATC). FM is an alternative to field modulation when the side-effect of field modulation is detrimental for EPR detection, such as in high-field (100-300 GHz) CW-EPR and double resonance EPR. The present spectroscopic technique based on the FM scheme is useful for measuring the first derivative with respect to the microwave frequency in investigations of electron-spin-related phenomena.
提出了一种测量电子顺磁共振(EPR)吸收的调频方法。用该方法测量了1,1-二苯基-2-苦基肼(DPPH)粉末的一阶导数光谱。在1.1 GHz的微波载波频率下实现了高达1.6 MHz(峰-峰)的频率调制。利用可调谐微波谐振器和自动控制系统,我们实现了一个实用的连续波(CW)EPR谱仪,结合FM方法。在本实验中,EPR信号强度与频率调制的幅度成正比。EPR检测的调制频率(1 kHz)下的背景信号也与频率调制的幅度成比例。自动匹配控制(AMC)系统降低了微波探测中的噪声幅度,提高了基线稳定度。当光谱仪设置不适当时,可以看到光谱线形的失真,例如,在自动调谐控制(ATC)中缺少开环增益。当场调制的副作用对EPR检测有害时,FM是场调制的替代方案,例如在高场(100-300 GHz)CW-EPR和双谐振EPR中。本文介绍了一种基于FM方案的光谱技术,它可用于测量电子自旋相关现象中对微波频率的一阶导数。

项目成果

期刊论文数量(28)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
H.Hirata, M.Ueda, M.Ono, Y.Shimoyama: "1.1-GHz continuous-wave EPR spectroscopy with a frequency modulation method"Journal of Magnetic Resonance. 155・1. 140-144 (2002)
H.Hirata、M.Ueda、M.Ono、Y.Shimoyama:“采用频率调制方法的 1.1 GHz 连续波 EPR 光谱”《磁共振杂志》155・1(2002 年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
H.Hirata: "A tunable EPR resonator and control techniques for in vivo EPR experiments"Joint Symposium on Bio-Sensing and Bio-Imaging, Yamagata,Japan. (2001)
H.Hirata:“用于体内 EPR 实验的可调谐 EPR 谐振器和控制技术”生物传感和生物成像联合研讨会,日本山形。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
M.Ono: "in vivo ESR - Resonators and Recently Progress in Techniques -"7th in vivo ESR workshop, Abstracts. 108-112 (2002)
M.Ono:“体内 ESR - 谐振器和最新技术进展 -”第七届体内 ESR 研讨会,摘要。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Mitsuhiro Ono, Akihiko Suenaga, Hiroshi Hirata: "Experimental Investigation of RF Magnetic Field Homogeneity in a Bridged Loop-Gap Resonator"Magnetic Resonance in Medicine. 47. 415-419 (2002)
Mitsuhiro Ono、Akihiko Suenaga、Hiroshi Hirata:“桥接环隙谐振器中射频磁场均匀性的实验研究”医学中的磁共振。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
H.Hirata, T.Walczak, Z.-W.Luo, H.M.Swartz, M.Ono: "Tunable EPR resonators: control techniques and advantages for biomedical EPR study"9^<th> International workshop on EPR studies of Viable Systems(especially in vivo) and related techniques, Dartmouth Coll
H.Hirata、T.Walczak、Z.-W.Luo、H.M.Swartz、M.Ono:“可调谐 EPR 谐振器:生物医学 EPR 研究的控制技术和优势”第 9 届国际可行系统 EPR 研究研讨会(
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