Исследование эффектов СВЧ-поля в кинетике рекомбинационной флуоресценции

• Автор: Анищик, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 140 с. : ил

Оглавление
Введение

1 Литературный обзор

1.1 Первичные радиационно-химические процессы в жидких углеводородах

. 1.2 Магнитные и спиновые эффекты

1.3 Влияние поля СВЧ на кинетику рекомбинационной люминесценции

1.4 Постановка задачи

2 Техника эксперимента

3 Экспериментальное наблюдение эффектов СВЧ-поля в кинетике рекомбинационной флуоресценции

3.1 Растворы гексафторбензола и п-терфенила-фл в додекане.

3.2 Гексановые растворы
4 Теоретическое рассмотрение эффектов СВЧ-поля в рекомбинационной флуоресценции
. 4.1 Основные положения
4.2 Приближенное решение в предельных случаях
4.3 Точное аналитическое решение
4.3.1 Значения параметров, при которых осуществляются различные типы решений уравнений спиновой динамики
4.4 Некоторые особенности спиновой динамики
4.4.1 Спиновая динамика при нулевой стационарной поляризации спинов
Оглавление
4.4.2 Влияние стационарной спиновой поляризации на спиновую динамику радикальных пар
4.4.3 Спиновая динамика при внезапном включении СВЧ-поля .
4.5 Методика численного расчета при наличии ион-молекулярной перезарядки
5 Исследование первичных радиационно-химических процессов с помощью эффектов СВЧ-поля в рекомбинационной флуоресценции
5.1 Исследование процессов переноса заряда в растворах гексафтор-бензола и п-терфенила-е?14 в н-додекане
5.2 Эффекты СВЧ-поля в гексановых и пентадекановых растворах 1,2-дифенилиндола
Выводы
Список литературы
Приложение А. Значения коэффициентов в формулах для различных типов решения уравнений спиновой динамики
Приложение В. Проекционные операторы и другие полезные формулы
Список иллюстраций

Введение
— Сторож! сколько ночи? Сторож! сколько ночи?
— Приближается утро, но еще ночь. Если вы настоятельно спрашиваете, то обратитесь и приходите.
Исайя 21
В последние годы вновь возрос интерес к фундаментальным основам квантовой механики и к вопросам управления квантовым состоянием микроскопических систем. Это связано прежде всего с развитием работ в области квантовой информатики[1], таких как создание квантового компьютера [2-5], квантовой криптографии [6-9], квантовой телепортации [10-12] и квантового клонирования [13-15], основанных на явлении квантовой зацепленности (entanglement), одним из проявлений которого является знаменитый парадокс Эйнштейна-Подольского-Розена [16, 17].
Спин-коррелированные радикальные пары являются одним из интереснейших квантовых объектов. Несмотря на пространственную разделенносгь партнеры пары находятся в состоянии квантовой зацепленности. Управление квантовым состоянием этих пар можно осуществлять наложением внешнего магнитного поля. Этот способ активно используется в физико-химических исследованиях. Дополнительное воздействие резонансным СВЧ-полем значительно расширяет возможности манипулирования спинами, делая его адресным. Такое воздействие также используется, но, в основном, стационар-
ГЛАВА 4. Техника эксперимента

работающий на частоте около 2.5 ГГц и Ню2 моде колебаний. Достаточно низкая рабочая частота была выбрана для улучшения пространственной однородности амплитуды СВЧ-поля в объеме образца (около 1 см3). Два дополнительных прямоугольных выступа на внутренней поверхности концентрировали высокочастотное магнитное поле в центре резонатора, где помещался исследуемый образец. Это позволило примерно в два раза увеличить амплитуду магнитного поля Ві в сравнении с резонатором без выступов при равной подаваемой СВЧ мощности. Для облучения образца рентгеновскими импульсами в стенке резонатора в стенке резонатора были прорезаны 11 узких щелей, ориентированных вдоль линий СВЧ-тока. Для уменьшения времени установления колебаний резонатор был пересвязан. Коэффициент связи с подводящей линией был равен 6, собственная добротность резонатора 4000, постоянная времени установления колебаний ~50 не. Для контроля амплитуды и формы огибающей СВЧ-импульса в резонатор был помещен петлевой зонд со встроенным диодом, сигнал с которого подавался на вход осциллографа.
Система СВЧ питания (подробно описанная в работе [135]) состояла из задающего генератора, твердотельного усилительного модуля и трехкаскадного лампового усилителя мощности. Задающий генератор и твердотельный модуль работали в непрерывном режиме, а усилитель мощности - в импульсном. Для повышения стабильности работы усилителя мощности между ним и резонатором был включен ферритовый вентиль. СВЧ система работала с частотой повторения импульсов до 40 кГц при длительности импульсов до 900 не. Импульсная мощность на входе в резонатор достигала 150 Вт. При этом магнитное поле В в образце было равно 12 Гс, неоднородность поля в образце не превышала 10%. Здесь и далее под В подразу-