電子自旋共振信號(hào)捕獲技術(shù)的研究.pdf

1、電子自旋共振（ESR）是探索順磁微觀物質(zhì)結(jié)構(gòu)的有力工具，它研究的對(duì)象是具有未偶電子的物質(zhì)，如具有奇數(shù)個(gè)電子的原子、分子以及內(nèi)電子殼層未被充滿的離子，受輻射作用產(chǎn)生的自由基及半導(dǎo)體、金屬等。通過(guò)共振譜線的研究，可以獲得有關(guān)分子、原子及離子中未偶電子的狀態(tài)及其周圍環(huán)境方面的信息，從而得到有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)何化學(xué)鍵的信息，故電子自旋共振是一種重要的近代物理實(shí)驗(yàn)技術(shù)，在物理、化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。
　　 射頻段電子自旋共振實(shí)驗(yàn)儀

2、是重要的經(jīng)典物理實(shí)驗(yàn)儀器，目前，各高等院校所開設(shè)的電子自旋共振實(shí)驗(yàn)大多采用傳統(tǒng)的自旋共振儀，通過(guò)掃描磁場(chǎng)來(lái)捕獲共振信號(hào)，并將共振信號(hào)送入示波器中觀察。本課題的研究主要是對(duì)傳統(tǒng)電子自旋共振儀做了進(jìn)一步的改進(jìn)，在射頻電子自旋共振儀的掃場(chǎng)方法上做了創(chuàng)新。射頻段電子自旋共振儀的傳統(tǒng)掃場(chǎng)法是由50Hz正弦交流市電通入掃場(chǎng)線圈（經(jīng)過(guò)變壓器）產(chǎn)生一個(gè)交變的磁場(chǎng)與恒定磁場(chǎng)迭加，形成在一定范圍變化的“掃描磁場(chǎng)”，從而可以觀測(cè)到共振信號(hào)。其最大的弊端是容易

3、受到工頻的干擾，因而測(cè)量的精度不夠高。本文通過(guò)改變掃場(chǎng)信號(hào)的途徑來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，研究了不同信號(hào)的產(chǎn)生方法，選擇單片機(jī)控制輸出100Hz到300Hz頻率可變的三角波形的電流進(jìn)行掃場(chǎng)，這樣就避開了工頻干擾，提高了檢測(cè)靈敏度，并且使得到的共振譜線有更好的分辨率。
　　 本課題采用硬件和軟件相結(jié)合的方法設(shè)計(jì)，根據(jù)所學(xué)的微控制器原理，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)所用CHMM-1型電子自旋共振儀的基本結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了單片機(jī)控制輸出三角波電信號(hào)，經(jīng)過(guò)功率放大去驅(qū)動(dòng)