Двумерная обменная спектроскопия ядерного квадрупольного резонанса и факторы, влияющие на нутационные спектры

• Автор: Великите, Наталья Яронимо
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Место защиты: Б. м.
• Количество страниц: 202 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. КРАТКИЙ ОБЗОР СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ДВУМЕРНОЙ РАДИОСПЕКТРОСКОПИИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ОБМЕНА И ЯКР СПЕКТРОСКОПИИ ВО ВРАЩАЮЩЕЙСЯ СИСТЕМЕ КООРДИНАТ
1.1. Основы двумерной радиоспектроскопии
1.1.1. Общая характеристика двумерной спектроскопии
1.1.2. Основные отличия двумерной спектроскопии от одномерной,
1.1.3. Основы теории обменной двумерной спектроскопии ЯМР 1 ?
1.1.4. Двумерная обменная спектроскопия .ЯМР твёрдых тел
1.1.5. Двумерная обменная спектроскопия ЯКР
1.2. Двумерная и двухчастотная спектроскопия ЯКР
1.3. Радиоспектроскопия ЯКР во вращающейся системе координат
1.4. Методы экспериментальных исследований ГЭП в твёрдых телах, метод нутационной спектроскопии
1.4.1. Обзор методов экспериментальных исследований ГЭП в твёрдых телах
1.4.2. Двумерный нутационный ЯКР-эксперимент
ГЛАВА 2. ТЕОРИЯ ДВУМЕРНОЙ ОБМЕЛ 1НОЙ СПЕКТРОСКОПИИ ЯКР
2.1. Методика решения задачи нахождения отклика спин-системы на воздействие трёх нерезонансных радиочастотных импульсов
2.2. Стимулированное эхо без учёта обмена
2.3. Стимулированное эхо при наличии обмена между двумя неэквивалентными положениями
2.4. Коэффициенты смешивания и оптимальные времена смешивания для системы с обменом на примере молекул СЗСД и СЮ/,
2.5. Оптимизация длительностей радиочастотных импульсов и расстройки частоты для обнаружения обменных кросс-пиков в порошкообразном образце
2.6. Экспериментальное наблюдение 2М - обменного спектра ЯКР 35СI в гексахлорэтане
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ИНФОРМАТИВНОСТЬ НУТАЦИОННЫХ СПЕКТРОВ.
3.1. Особенности формы нутационных линий ЯМР и ЯКР порошков для целых и полуцелых спинов
3.1.1. Формы и сингулярности нутационных спектров ЯМР порошкообразных образцов
3.1.2. Исследование особенностей одно- и двухчастотных нутационных спектров ЯКР с полуцелыми спинами
3.2.Влияние неоднородности радиочастотного поля на нутационные спектры ЯКР порошкообразных образцов для 1-3/2
3.3.Реконструкция экспериментальных нутационных спектров ЯКР 35С1
3.4.Неоднородность поля плоских радиочастотных катушек и оптимизация катушек датчиков ЯКР для обнаружения взрывчатых веществ
3.5.Влияние релаксации на двумерные нутационные спектры ЯКР..171 ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БЛАГОДАРНОСТИ, ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Ядерный квадрупольный резонанс (ЯКР) [1-4] является одним из наиболее информативных методов исследования твёрдых тел. Этот метод позволяет не косвенно, а прямо изучать электрические поля на ядрах атомов. При этом потенциальные возможности ЯКР используются далеко не полностью, физический предел информативности метода не достигнут и это обстоятельство определяет целесообразность и необходимость исследований с целью разработки новых методов многомерной ЯКР-спектроскопии.
В последнее время открылись возможности развития обменной многомерной ЯКР-спектроскопии, в том числе двумерной (2М) нутационной обменной спектроскопии, что позволит получать новую информацию об атомномолекулярном строении твердых тел и о внутренних динамических процессах. Двумерная обменная ЯКР-спектроскопия даст возможность получения одно значной количественной информации об интенсивностях и траекториях обмен? в молекулярных кристаллах, позволит соотносить линии в спектре. Одномерные методы для изучения молекулярной динамики предполагают измерения :пин-решеточной релаксации, анализ формы линии и температурной зависимости частот ЯКР. Они являются при этом косвенными и интерпретация результатов основывается на моделях.
Об актуальности и перспективности темы свидетельствует тот факт, что 2М-обменная спектроскопия ЯКР может быть прямым методом, позволявшим исследовать обменные процессы между положениями с различными частотами ЯКР. Термин “обменная” понимается в общем смысле потому, что предполагает не только химический обмен атомов или их групп, но и такие молекулярные переустройства как вращательные реориентации, естественно, при условии, что эти движения сопровождаются изменениями частот ЯКР, то есть изменениями
ность за счет возбуждения запрещенных переходов для систем со спином 1=1, .5/2, 7/2 и т.д. В результате, даже при перестройке (свипе) рабочей частоты ЯКР-Фурье-спектрометра, для того, чтобы охватить всю область возможного расположения линий спектра, двумерный ЯКР-спектр не будет содержать кросс-пиков, показывающих, какие линии спектра относятся к одному и тому же ядру; т.е. теряется существенная часть информации об исследуемой системе. В работах [42,43] предложен способ повышения информативности и уменьшения времени получения двумерных спектров ЯКР путем регистрации и обработки поперечной намагниченности, относящейся к смежным переходам одного и того же ядра после создания когерентных неравновесных состояний и смешивания с помощью двухчастотиой импульсной программы на этапах подготовки, эволюции и смешивания. Это позволило впервые наблюдать в спектрах ЯКР запрещенные переходы [44,45], устанавливать корреляции переходов связанных спиновых систем путем переноса когерентности с одного перехода на другой в процессе смешивания. Этот способ отличается от ранее известного тем, что во время периода подготовки спин-системы и периода смешивания используются по два одновременно действующих радиочастотных импульса с частотами заполнения, близкими к частотам смежных переходов исследуемого сорта ядер. Регистрация изменяющейся намагниченности ведётся не одним приёмным устройством, настроенным на одну частоту, а двумя настроенными на две рабочие частоты, детектирование идёт двумя синхронными детекторами. Появление на двумерном спектре запрещённых переходов вызвано смешиванием квантовых состояний при двухчастотном возбуждении. Как основные сигналы, так и кросспики двумерного спектра имеют интенсивности и фазы, определяемые длительностями и начальными фазами возбуждающих импульсов. Возбуждение запрещённого перехода и наличие кросс-пиков в случае нескольких неэквивалентных положений исследуемых ядер в образце позволяет однозначно идентифициро-