Спин-волновые спектры магнитного резонанса в поликристаллических магнетиках

• Автор: Мартьянов, Олег Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 95 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Шумоподобные спектры магнитного резонанса в мелкодисперсных порошках цеолитов
1.1. Методика эксперимента
1.2. Шумоподобные спектры магнитного резонанса в цеолитах
1.3. Химические условия возникновения соединений проявляющих шумоподобное поглощение
1.4. Обсуждение результатов
1.5. Анизотропный спектр ЭПР конечного числа хаотически ориентированных парамагнитных центров
1.6. Эффекты неполного усреднения в ЭПР спектрах модельной системы
1.7. Природа соединений проявляющих шумоподобное поглощение
1.8. Особенности магнитного резонанса в ферромагнетиках
1.9. Обнаружение шумоподобных спектров в поликристаллических ферромагнетиках и сопоставление их с наблюдаемыми в цеолитах
1.10. Влияние ферромагнитных соединений, образующихся в цеолитах при термокислородной обработке на их каталитическую активность
1.11. Заключение
Глава 2. Шумоподобные спектры магнитного резонанса в ферромагнетиках
2.1. Шумоподобные спектры в частично ориентированных порошках уШегОз
2.2. Магнитный резонанс в ферромагнетиках как возбуждение спиновых волн
2.3. Шумоподобные спектры магнитного резонанса в ферромагнетиках — возбуждение поверхностных спиновых волн
2.4. Заключение
Глава 3. Шумоподобные спектры магнитного резонанса ферромагнитных примесей
3.1. Собственные шумоподобные спектры СВЧ-резонатора радиоспектрометра ЭПР
3.2. Шумоподобные спектры ферромагнитных примесей в других системах
3.3. Заключение
Выводы
Литература

Введение
В основе современных представлений о каталитической активности оксидных катализаторов в реакциях окисления лежат физико-химические данные о состоянии различных форм хемосорбированного и структурированного кислорода в поверхностных слоях. Кислород может встраиваться в решетку оксида или превращать металл в оксид. При восстановлении молекулы Ог до регулярного иона решетки О2' с помощью метода ЭПР изучаются радикальные формы Ог_ и О, которые обычно рассматриваются в качестве промежуточных соединений участвующих в каталитической реакции [1,2].
Нами обнаружен новый тип спектров СВЧ-поглощения в некоторых оксидах и цеолитных катализаторах, подвергнутых воздействию кислорода, при исследовании данных объектов с помощью спектроскопии ЭПР в условиях, обеспечивающих наблюдение узких линий малой интенсивности. В настоящей работе приводятся результаты исследований этого специфического поглощения.
Глава 1. Шумоподобные спектры магнитного резонанса в мелкодисперсных порошках цеолитов.
1.1. Методика эксперимента.
Были исследованы образцы поликристаллических цеолитов различных типов — 2БМ-5, ZSM-12, морденит. Основные результаты описанные в данной работе получены с использованием двух образцов цеолита ZSM-5 А и В приготовленных методом гидротермального синтеза. Молярное отношение М=8Ю2/АЬОз, а также содержание примесей БегОз и ИагО было определено с использованием химического анализа (см. таблицу).
% вес. БЮз % вес. АЬОз % вес. БезОз % вес
А 94.4 5.0 0
В 97.8 1.8 0

Для образцов А и В модуль МБЮг/АЬОз равен 32 и 91, а содержание примеси БегОз составляет соответственно 0.043 и 0.004 весовых процента. Характерный размер отдельных микрокристаллов по данным электронной микроскопии 3-5 мкм. При приготовление образцов мелкодисперсный порошок цеолита прогревался в атмосфере О г при 850 К в течение 3-х часов.
Для исследований использовали радиоспектрометр ЭПР “Bruker” 3-х см. диапазона. Образцы располагали в центре прямоугольного резонатора типа ТЕ, 02 спектрометра (магнитная компонента СВЧ-поля перпендикулярна направлению постоянного магнитного поля). Температурный диапазон экспериментов 77-550 К.
1.2. Шумоподобные спектры магнитного резонанса в цеолитах.
При обычном режиме регистрации во всех образцах цеолитов после их высокотемпературной кислородной обработки наблюдаются хорошо известные широкие сигналы ЭПР большой интенсивности [3], обусловленные парамагнитными ионами Fe3+, обычно присутствующими в цеолитах в виде неконтролируемых примесей (рис.1). На фоне широкого спектра можно, однако, обнаружить весьма слабые и узкие линии поглощения (приведенные на вставке), которые наблюдаются в широком диапазоне значений магнитного поля - от близкого к нулевому до максимально достижимого в использованном спектрометре, 8000 Э. При однократном прохождении развертки магнитного поля эти линии практически теряются в шумах и их надежная регистрация требует цифрового накопления ~102 сканирований. Последующие спектры приведены в более удобном виде, полученном после процедуры вычитания широких фоновых составляющих. Изучаемое поглощение обладает следующими основными свойствами.
1. Наблюдаемые спектры (рис.2(а)), состоят из множества достаточно узких для твердого тела линий с шириной порядка нескольких эрстед и характерными расщеплениями ~ 5-10 Э. Внешне эти спектры носят “шумовой” характер, однако естественным критерием их реальности является строгая воспроизводимость в независимых сериях регистрации. Так, из сравнения спектров (Ь) и (с), приведенных на рис.2, следует, что наблюдаемые линии не являются какими-либо приборными артефактами и их положение и форма

Магнитное поле, Э
Рис.18. (а) — спектр ЭПР поликристалла натролита, при одной произвольной ориентации образца относительно внешнего магнитного поля, (Ь) —- результат суммирования 54 спектров ЭПР поликристаллического образца натролита, зарегистрированных при различных ориентациях относительно магнитного поля, (с) — спектр ЭПР мелкодисперсного (размер кристаллов менее 30 мкм) порошка натролита (см. рис. 16).