Редакция CNews готова принять пресс-релизы компаний на адрес news@cnews.ru.
Приглашаем вас делиться комментариями о материалах CNews на наших страницах платформ Facebook, Telegram и Twitter.
Компания «ДОК» совместно с Лабораторией микроволновой спектроскопии кристаллов Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе РАН представляет линейку высокочастотных спектрометров электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и оптически регистрируемого магнитного резонанса (ОДМР) 94 ГГц и 130 ГГц.
Основным направлением развития методов физических исследований на основе явления магнитного резонанса является повышение чувствительности и спектрального разрешения, что достигается повышением рабочей частоты и использованием двойных резонансов.
Фото оборудования в Лаборатории микроволновой спектроскопии кристаллов ФТИ
Источником облучения исследуемых образцов являются СВЧ-мосты 94 ГГц и 130 ГГц производства ООО «ДОК», которые по своим характеристикам соответствуют лучшим мировым образцам такого оборудования:
Основные технические характеристики СВЧ-мостов:
Параметры |
W-диапазон |
D-диапазон |
Фиксированная частота |
94 ГГц |
130 ГГц |
Диапазон перестройки частоты передатчика |
94±0.25 ГГц |
130±0.25 ГГц |
Выходная мощность (тип) |
100 мВт |
30 мВт |
Диапазон регулировки выходной мощности |
40 дБ |
40 дБ |
Фазовые шумы сигнала передатчика на фиксированной частоте |
-100 дБн/Гц на отстройке 10 кГц |
-96 дБн/Гц |
Режимы работы |
Импульсный/ постоянный |
|
Мин. длительность импульса |
10 нсек |
Кроме СВЧ-моста, в состав спектрометра ЭПР-ОДМР входят: гелиевый криостат со сверхпроводящими магнитными обмотками, источник и приемник облучения для исследования ОДМР, измерительное оборудование, компьютерная система управления и регистрации сигнала.
Фото криостата с СВЧ-мостом 94 ГГц
Области применения ЭПР/ОДМР спектрометра:
При работе спектрометра к волноводному тракту, ведущему в криостат, подключаются СВЧ-мосты 94 или 130 ГГц. Значительный (~50%) вклад в стоимость спектрометра вносит магнито-оптический криостат.
Основные преимущества ЭПР-ОДМР спектрометра 94/130 ГГц, созданного в ФТИ им. А.Ф. Иоффе:
1. Микроволновая вставка с исследуемым образцом может быть выполнена в двух модификациях:
- С одномодовым резонатором, с транспортировкой микроволновой мощности по цилиндрическому волноводу. Это обеспечивает высокую чувствительность и возможность исследования малоразмерных образцов.
- Безрезонаторная схема выполнена на основе цилиндрического волновода с диаметром, соответствующим размерам резонатора. Она позволяет исследовать большие образцы, изменять рабочую частоту при использовании управляемого генератора, минимизировать отражения, регистрировать спектры с модуляцией частоты, что дает возможность реализовать схему без применения модуляционных катушек. Такая схема регистрации дает значительный выигрыш в чувствительности для спиновых центров с малой крутизной зависимости разности энергий спиновых уровней от магнитного поля.
2. Магнито-оптический криостат замкнутого цикла не требует криогенной инфраструктуры. Он позволяет работать в широком диапазоне изменения температуры образца от 1.5 К до 300 К.
Сверхпроводящий магнит от -7 Тл до +7 Тл обеспечивает возможность проводить исследования ЭПР/ОДМР в W-band и D-band диапазонах.
Спектрометр не требует специального помещения, оборудованного системой сбора гелия.
Имеется возможность прохождения через ноль магнитного поля. Это позволяет проводить измерения от абсолютного нуля магнитного поля, учитывая гистерезис, а возможность заморозки магнитного поля при любом выбранном значении устраняет малые колебания магнитного поля, связанные с нестабильностью блока питания.
3. Оптический доступ через 4 окна позволяет регистрировать:
- фото ЭПР,
- ОДМР,
- оптическую регистрацию антипересечения уровней,
- работать в геометрии Фарадея (продольное магнитное поле) и Фойгта (поперечное магнитное поле),
- регистрировать резонансы по Фарадеевскому вращению, по магнитному циркулярному дихроизму в поглощении и люминесценции, по интенсивности и поляризации люминесценции и др.
Следует отметить, что чувствительность измерений при регистрации по оптическому каналу на 3-4 порядка выше по сравнению с регистрацией спектров ЭПР по микроволновому каналу.
4. Для спектрометра создано унифицированное программное и аппаратное обеспечение для всей линейки используемых частот и типов криостатов (замкнутого цикла или заливного). Оно предназначено для решения широкого круга задач, а круглосуточный мониторинг фиксирует все основные параметры спектрометра. Возможно управление основными функциями спектрометра дистанционно.
5. Открытая конструкция спектрометра позволяет быстро менять схему эксперимента. Возможно подключение дополнительного оборудования. Имеется возможность расширения линейки спектрометров на диапазоны с длинами волн 8 мм и 4 мм на основе используемой экспериментальной установки.
Отличительная особенность СВЧ-мостов ДОК, выделяющая их на фоне зарубежных аналогов — приборы нечувствительны к сильнейшему магнитному полю криостата и могут работать прямо на установке. Это уникальная характеристика, поскольку обычно приходится выносить электронику подальше от сверхпроводящего магнита и использовать длинные волноводные тракты. При этом в трактах возникают потери. На высоких частотах уровня 100 ГГц и выше это становится особенно заметно, поскольку потери растут с частотой. Эта конструкторская проблема впервые в мире успешно решена именно в компании ДОК.
Редакция CNews готова принять пресс-релизы компаний на адрес news@cnews.ru.
Приглашаем вас делиться комментариями о материалах CNews на наших страницах платформ Facebook, Telegram и Twitter.