~(14)N核四极共振回波及自旋-自旋弛豫时间的测量

核磁共振(NMR)中的自旋回波实验是一普遍采用的技术.强外界静磁场存在下,所有分子的磁化强度矢量都沿静磁场取向,用90°-τ-180°-τ脉冲序列就可得到完整的自旋回波.但是在核四极共振实验里,没有这种强大的静磁场,每个分子的磁化强度矢量都沿各自的电场梯度张量主轴方向取向,用90°-τ-180°-τ或90°-τ-90°-τ的脉冲序列不可能得到净的核四极共振回波.     

固体核磁共振中三能级体系的180°组合脉冲

在脉冲傅里叶变换核磁共振中,射频激发脉冲的谱宽一直是个重要的问题。近年来发展起来的组合脉冲激发,在一定程度上解决了上述问题,广泛用于核自旋的布居数反转、宽带去耦、多量子选择激发上。但在固体核磁共振中,组合脉冲的文献却不多见。最近,Tycko等人用平均哈密顿理论提出了一个固体核磁共振中的180°组合脉冲:45°_x180°_y90°_x180°_y45°_x;     

作者来信

<正> 尊敬的《科学通报》编辑: 我们在新的实验中发现,在贵刊发表的《一种测量界面分子基团取向的新方法》(吕荣,干为,王鸿飞.科学通报,2003,48(15):1628-1632)一文需作如下更正: 在22℃下空气/甲醇界面的SFG光谱在2828 cm-1光谱峰测得的零位偏角应为ΩsNull=-8.8°±1.0°,可见光入射角为β1=62°±1°,红外光入射角度为β 2=52°±1°在相同的其他参数下,所得到甲基的取向参数D的表达式应为     

SDS在水溶液中聚集的自扩散的NMR研究

目前在强化采油工艺中使用复合驱替液是一个有效的措施.因为它能改变多孔岩石中地下水、油和岩石中微细孔道表面间的界面性质,从而达到最大的驱替效果.这种复合驱替液包含着一定量的表面活性剂和水溶性的高聚物.表面活性物在水溶液中有自发聚集的性质,在驱油过程中可产生油-水间的超低界面张力(IFT),从而提高驱替效果.核磁共振(NMR)技术可以同时测量多组分体系中的不同种类的分子在溶液中的Brown运动的信息(即自扩散系数),从而得到聚集体的大小和聚集过程的信息,这对研究超低IFT的产生过程,从而有目的的改进工艺、提高驱油效率、降低成本有很大意义.传统的用NMR测量自扩散系数的方法是用梯度场-自旋回波(PGSE)的方法,由于自旋回波存在以下几个缺点:(ⅰ)由于脉冲期间磁化强度矢量在横向演化,所以自旋弛豫是依赖T_2弛豫过程.(ⅱ)当自旋耦合存在时,回波将受到J-耦合的调制,使谱图发生畸变.(ⅲ)引进第一个梯度脉冲之时会产生涡流,从而使     

高<111>取向Tb0.3Dy0.7Fe1.9合金的制备

巨磁致伸缩材料Tb0.3Dy0.7Fe1.9沿易磁化轴《111》取向有着远优于其他取向的性能,探索制备该合金沿《111》取向的方法将提高这类稀土铁材料的应用价值.当材料在静磁场中凝固时,尽管Tb0.3Dy0.7Fe1.9的熔点远高于材料的铁磁相变Curie点,理论上这种高熔点的铁磁类材料在不是很强的静磁场作用下有实现易轴取向生长的可能性.在Tb0.3Dy0.7Fe1.9的凝固实验中,施加1T的静磁场,材料在慢凝的过程中获得了平行于磁场方向的高《111》取向.实验结果证实了理论分析,这一方法也应适用于其他高熔点铁磁性材料.     

自旋电磁场和偶极子: 一种局域化和量子化的场

自旋电磁场是一种与传统电磁场形式不同的电磁场模式, 具有波粒二象性. 自旋电磁场 是自旋方程在自由空间的本征模式解, 而自旋方程可以通过麦克斯韦方程得到. 本文把具有分 布特性的源函数作为自旋模式的一个组成部分, 从而由自旋方程导出齐次的本征方程. 自旋电 磁场有两个基本特性: 绕轴自转和存在于有限空间内. 本文详细讨论了所得到的本征电模和磁 模的源和电磁场结构. 从源的层面上, 我们可以通过积分得到自旋模的电和磁偶极矩. 自旋电 磁场的分布电荷与电流源可以看成是电和磁偶极子的电磁结构. 自旋模的电磁场结构同时具 有波和粒子的基本特征量, 包括用传播常数、角频率或特征转速表示的波动参量, 以及用本征 半径、能量和角动量表示的量子性参量. 前者体现了电磁谐振模的特点, 而后者体现了自旋粒 子的力学特性. 自旋电模有两种不同的电磁场结构, 除了用电荷对描述外, 论文导出了它的磁 流源表示. 这两种模式有相同的电偶极矩, 但由于它们的源不同, 分别具有有散和无散的特性.     

自旋-轨道耦合对碳纳米管量子点Kondo效应的影响

中国科学院近代物理研究所房铁峰和左维与兰州大学罗洪刚合作,研究了自旋-轨道耦合作用对Kondo效应的影响.他们发现,自旋-轨道耦合作用可使量子点中单个电子的简并度大大升高,破坏了其SU(4)对称性,使Kondo效应的零场共振峰发生分裂.在外加磁场条件下,     

气相甲醇分子的核自旋变体的分离和转换机制研究进展

原子核自旋变体(简称核自旋变体)是分子的基本存在形式.由核自旋不为零的同种原子组成的所有分子都有两种或两种以上的核自旋变体.本文先简要地回顾了初期正氢和仲氢分子的研究发展,然后介绍了几种多原子分子的核自旋变体.甲醇分子是有内部扭动类分子的原型代表和最重要的恒星大气分子之一,它有正甲醇和仲甲醇两种核自旋变体.用激光控制分子的热运动,利用光诱导漂移技术可以在室温下将正甲醇和仲甲醇分子部分地在空间中分离开,进而探求它们之间相互转换的物理机制.本文概述了该技术的基本原理和实验方法,介绍了气相正甲醇和仲甲醇分子呈现出的反常光诱导漂移量子现象,以及用量子弛豫理论定量地解释它们在0.3~2 Torr压力范围内的转换率随压力非线性变化新奇关系的最新研究结果.最后,简要展望了本研究结果的潜在应用.     

含有4个氮氧自由基铜碘络合物的合成、晶体结构和磁性

如何控制基于有机分子的自旋单元在晶体中的排列方式并导致自旋间铁磁性相互作用，以及增加自旋相互作用的维数和强度，从而使有机化合物呈现宏观铁磁性，并具有高铁磁相转变温度，是有机铁磁体研究领域一个备受关注的问题．研究了含有４个氮氧自由基的铜碘络合物Ｃｕ２Ｉ２（ｐ－ＰＹＮＮ）４（ｐ－ＰＹＮＮ：ｐ－Ｐｙｒｉｄｉｎｅ Ｎｉｔｒｏｎｙｌ Ｎｉｔｒｏｘｉｄｅ）和 Ｃｕ４Ｉ４（ｍ－ＰＹＮＮ）４（ｍ－ＰＹＮＮ：ｍ－Ｐｙｒｉｄｉｎｅ Ｎｉｔｒｏｎｙｌ Ｎｉｔｒｏｘｉｄｅ）的合成、晶体结构及磁性，并讨论了磁性与结构之间的关系．Ｃｕ２Ｉ２（ｐ－ＰＹＮＮ）４属于三斜晶系，空间群Ｐ－１，ａ＝１．３６６８（３）ｎｍ，ｂ＝１．４２８０（３）ｎｍ，ｃ＝０．７２７３（１）ｎｍ，α＝９０．１８（３）°，β＝１０１．８６（３）°，γ＝９１．０９（３）°，Ｚ＝１．Ｃｕ４Ｉ４（ｍ－ＰＹＮＮ）４属于三斜晶系，空间群Ｐ－１，ａ＝１．５５６９（９）ｎｍ，ｂ＝１．６２４７（７）ｎｍ，ｃ＝１．５１０３（９）ｎｍ，α＝９４．４８（５）°，β＝１１６．１５（５）°，γ＝８３．０７（５）°，Ｚ＝２．通过ＳＱＵＩＤ磁强计对两个化合物的磁性研究表明，Ｃｕ２Ｉ２（ｐ－ＰＹＮＮ）４     

一种测量界面分子基团取向的新方法

在界面和频振动光谱的研究中, 现有测量分子基团界面取向角的方法是通过测量基团和频振动光谱峰在不同的偏振方向上的强度比来实现的. 由于在一些偏振方向上和频信号峰强度较小, 测量的相对误差很大, 从而往往无法得到准确的取向参数值, 因此计算出来的取向角精度很差. 通过分析界面和频光谱强度与取向角的基本关系, 提出使用和频光谱强度偏振零位偏角的方法来测量化学基团的界面取向参数. 准确测量零位偏角的方法简单而且容易实现, 从而可以大大提高界面取向的测量精度. 测量出在空气/甲醇界面上甲基的取向角为(31.8 ± 2.4)°, 精确度较文献中报道的小于42°大大提高. 这一方法为界面化学键或化学基团的取向研究提供了可靠的实验分析手段.     

大白鼠脑活体(in vivo)和在体(ex vivo)核磁共振定域谱分析

在 2 0 0MHz水平宽孔核磁共振成象谱仪上对大白鼠大脑进行了单体元的空间定域波谱分析 .质子定域谱由双自旋回波 (PRESS)脉冲序列完成空间定域 ,用化学位移选择激发 (CHESS)和魔角相散梯度的组合序列进行水峰抑制。比较了不同回波时间TE对定域谱信号的影响。并进一步将活体定域谱和同一只大白鼠死亡不久的大脑相同区域的核磁共振定域波谱进行比较。实验结果表明 ,短TE脉冲序列得到的定域谱信号比长TE得到的谱信号丰富 ,但几个主要信号峰的谱分辨稍差。而在死亡的大白鼠大脑的定域谱中 ,出现了活体谱中见不到的乳峻信号峰。除了乳酸峰之外。存活和死亡的大白鼠之间它们的大脑定域谱没有明显差别 ;另一方面 ,TE对定域谱的影响也与大白鼠的存活和死亡的状态几乎无显著关系。     

应用SDSL-EPR技术研究溶液中牛血清白蛋白的运动性及构象变化

应用位置定向自旋标记-电子顺磁共振(SDSL-EPR)技术研究牛血清白蛋白(BSA)的运动性、构象特征及其加入芹菜素(Apigenin)后的变化.采用MTSL对BSA的第34位半胱氨酸(Cys)进行标记;通过EPR检测计算旋转相关时间τc及强弱固定化之比S/W研究运动性的变化;通过功率饱和实验检测该位点的易趋性,研究构象特点及其变化.在BSA溶液中加入Apigenin后,τc及S/W值明显降低,说明其Cys位点运动性变快;易趋性检测结果显示,34位Cys位点位于蛋白质表面,加入Apigenin后,该位点构象发生改变,且微环境由亲水性变为疏水性.实验揭示BSA同Apigenin能够相互结合,且引起BSA自由Cys位点的运动性和构象的改变.     

α-Al_2O_3晶体中3d~2离子基态能级零场分裂的S-S耦合

过渡金属离子3d~2掺杂的α-Al_2O_3晶体的电子自旋共振波谱(ESR)已有许多研究,认为存在强烈的零场分裂,D≈8cm~(-1).该零场分裂即基态中自旋简并的~3A_2能级的自旋M_S=±1与M_S=0的分裂,而M_S=±1的自旋简并尚未被解除.过去一般认为该零场分裂是由于~3A_2能级受到自旋-轨道(Spin-Orbital)耦合作用的结果.但是本文作者根据Wertz的自旋     

钴吸附对α-Fe_2O_3Morin相变的影响

α-Fe_2O_3是一种常见的铁氧化物,它在温度约260K处发生反铁磁-弱铁磁转变,即Morin转变,自旋取向发生90°角的转变。许多实验工作已经证明,Morin转变温度是外加磁场、压力及颗粒大小的函数。现在我们实验证明:表面微量Co的吸附也严重地影响α-Fe_2O_3的性质,使Morin转变温     

一氧化氮自旋探针的合成和反应特性

一氧化氮(NO)是调节神经、心血管、内分泌和免疫系统非常重要的细胞信使分子.NO的研究不仅可以阐明许多生理现象,而且可能为许多疾病的防治提供新的途径和手段.但是,对生物体系NO的检测,目前所采用的方法均有一定的缺陷,如灵敏度不高、特异性不强等.因此,建立一种快速、简便、灵敏和高专一性的可定量分析生物体系中NO的方法十分重要.Joseph和Hans-Gert等人曾用氮氧自由基和环状化合物与NO作用检测NO,但因反应速度太慢和只有6％的捕捉效率未能付诸应用,我们根据有机化合物结构理论,设计、合成了一系列的咪唑类NO自旋探针Ⅰ,利用电子自旋共振(ESR)波谱方法考察了自旋探针的取代基效应,初步建立了一套测量微量NO的方法.目前,可检测到5×10~(-12)摩尔的NO,而且有很强的专一性,不受超氧自由基和羟基自由基的干扰,亦不受介质的pH和盐浓度的影响.     

原儿茶酚3,4-双加氧酶复合物中自旋-轨道耦合与零场分裂的计算

采用密度泛函理论(DFT)探讨了高自旋原儿茶酚3,4-双加氧酶(3,4-PCD)活化底物儿茶酚(PCA)复合物的磁性电子结构特征及电子轨道起源.计算的g-张量表明,从配体到金属电荷转移(LMCT)主要来自于配体PCA和Tyr408的型轨道转移电子到Fed轨道,导致沿x轴方向极化(PCA)或沿y轴方向极化(Tyr408).x和y轴方向的极化要求沿z轴方向,Lz(z=z′),产生较大的自旋轨道耦合(SOC)矩阵元,并且因单中心重原子效应Fe导致gz′=2.0158,即在z方向较大地偏离于ge=2.0023.由于△S=-1自旋翻转激发态混入六重基态,得到较大的零场分裂参数D=+1.147cm-1.SOC计算表明高自旋(S=5/2)基态3,4-PCD-PCA是弱的自旋翻转复合物(SOC=31.56cm-1).     

准一维超导体Ta_4Pd_3Te_(16)的核磁共振研究

Ta_4Pd_3Te_(16)是具有准一维结构的超导体,超导温度T_C=4.3 K.本文介绍利用~(125)Te核磁共振和~(181)Ta核四极矩共振研究Ta_4Pd_3Te_(16)的物性.~(181)Ta的自旋为I=7/2,对四极矩相互作用敏感;~(125)Te的自旋为I=1/2,只能感受磁相互作用.通过对比~(181)Ta与~(125)Te两种元素的自旋弛豫率(1/T_1),发现在温度低于80 K时出现电场梯度涨落,并随着降温逐渐增强,在T_(CDW)=20 K进入电荷密度波有序态.在超导态,~(125)Te的1/T_1在略低于T_C时出现Hebel-Slichter相干峰,这表明Ta_4Pd_3Te_(16)是一种无能隙节点的超导体.由于强烈电场梯度涨落,~(181)Ta的1/T_1并没有出现相干峰.     

具有S=9/2基态的新型:MnⅡCuⅡMnⅡ三核配合物的合成和磁性

设计和合成分子基铁磁体是分子材料领域中主要的挑战性课题之一.沿着这一方向,关键的第1步就是要合成出高自旋基态的分子.最近,Kahn指出:对于线性的ABA三核体系,是局部自旋满足2S_A>S_B+1/2,将稳定高自旋态结构,而无需在相邻的磁中心间施加铁磁相互作用.几个由[Cu(pba)]~(2-)(pba二亚丙基-1,3-双(草胺酸根))桥联的ABA型配合物已见报道,但据我们所知,以草酰胺根桥联的Mn~ⅡCu~ⅡMn~Ⅱ配合物尚未见报道.本文合成和表征了3种新的异三核配合物{[Mn(L)_2]_2[Cu(ebo)]}(ClO_4)_2,其中ebo表示为亚乙基-1.2-双(草酰胺根)和L表示1,10-菲咯啉(phen)、5-硝基-1,10-菲咯啉(NO_2-phen)、2,2′-联吡啶(bpy).对{[Mn(phen)(?)][Cu(ebo)]}(ClO_4)_2·H_2O的磁分析表明Mn~(2+)和Cu~(2+)离子间为反铁磁     

FePt/FeRh双层薄膜的结构和磁性

用磁控溅射法,在加热到400℃的Mg O(001)基片上,得到25 nm厚的A1相Fe Pt软磁薄膜,经过热处理使之发生不同程度的A1→L10相转变,在450℃继续生长50 nm厚的Fe Rh,并在相同温度连续保温24 h,使Fe Rh层转变为有序的B2相,得到具有热致反铁磁-铁磁转变性质的Fe Pt/Fe Rh双层复合磁性薄膜.结果表明,Fe Pt层和Fe Rh层都有(001)取向;在生长Fe Rh层之前,如果Fe Pt层没有或者未完全转变为硬磁的L10相,可以使Fe Rh层的反铁磁-铁磁转变温度由100℃提高到200℃;沿垂直于膜面的方向施加磁场,双层薄膜的室温磁化曲线呈方形,矫顽力可达到7.4 k Oe;升温使Fe Rh层转变为软铁磁性,反磁化过程的磁化强度在2个特征磁场附近发生跳跃,显示双层膜中形成了磁性弹簧,矫顽力可下降一半以上.Fe Rh反铁磁-铁磁转变温度升高的原因在于有适量的Pt从Fe Pt层析出并扩散进入Fe Rh层,用于制作热辅助复合垂直磁存储介质,有助于提高稳定性.     

新核磁共振波谱仪

1979年春天,美国卡内基-梅朗(Carnegie-Mellon)大学的一台新的核磁共振(NMR)波谱仪投入实验工作. 这台新的装置在14.1特斯拉的超导磁场中得到质子的最高进动频率为600兆赫.这是目前NMR波谱仪达到的最高磁场.目前市场上能得到的带有持久(电流)超导线圈的NMR波谱仪的最高磁场为8.4特斯拉,相当于360兆赫.400兆赫的NMR波谱仪正开始出现于市场上.在没有谱线随磁场提高而增宽的情形下,生物化学和生物物理研究工作者利用这台仪器可以期望在分开不同分子环境的氢核的NMR峰时,把分辨率提高一倍. 这台Carnegie-Mellon NMR波谱仪能区别共振频率仅相差0.3赫(5×10~(-10))的结构.这样的灵敏