X波段ESR光谱仪的研制

X波段ESR光谱仪的研制

一、X波段ESR谱仪的研制(论文文献综述)

郑莹光,许静,董凤霞,沈尔中,徐玉书,吴可,丛建波,先宏,王长振,张清俊[1](2003)在《L波段三维ESR成像系统的研制(Ⅱ)——L波段三维ESR成像系统》文中研究指明叙述了一个L波段 (1 .0 5GHz)用于ESR和ESR成像的装置 ,用这套自制装置实现了 3DESR成像 .该装置由L波段ESR谱仪、三组梯度场线圈及控制单元和PC机数据采集系统组成 .样品腔是一个 3 环 2 缝再进入式谐振腔 ,可放入直径为 2 0mm、长 30mm的H2 O样品 ,空谐振腔的频率是 1 .0 5GHz.微波振荡频率用自动频率控制 (AFC)的方法自动锁在有载腔的频率上 .梯度场线圈沿X ,Y 和Z 轴产生线性梯度场 ,在中心 40mm球形范围内梯度场强度为 2mT/cm .依照Lauterbur’s方法进行 3DESR图像重建 .用该系统检测了样品中TEMPO氮氧自由基的 3D空间分布 .得到了TEMPO的 2D、3DESR图像、用像素灰度表示的自旋密度分布图及 3DESR CT图像 .

陈俊飞[2](2019)在《低场DNP谱仪关键部件的研制及其在多孔材料中的应用研究》文中指出储层岩心等多孔介质材料富含大量的油、气资源,其结构特性分析及内部流体运移规律研究对于储层的评价、开发至关重要。磁共振技术以其无损检测、可原位测量等优势广泛应用于岩心等材料的应用研究中。NMR/MRI方法以材料中流体内的核自旋为探针,可有效地获取材料的结构特性、流体含量及分布信息,从而为储层评价、了解采油过程、发展提高采油率的新方法提供了参考。由于固液两相磁化率差异引起的磁场梯度,高场下微孔内NMR信号快速衰减,甚至不可见,从而使岩心等材料的研究多在低场下开展。然而,较低的NMR信噪比极大地增加了样品的测试时间,尤其是2D NMR与MRI测试时间可长达数个小时,极大地制约着测试效率与准确度的提高,使得低场下高效、准确、实时的测量需求与较低NMR信噪比之间的矛盾日益突出。为改善低场下NMR信噪比低、测试时间长对应用研究的限制,需要发展新的方法或采用新的灵敏度提高技术。动态核极化技术可以有效地提高核的极化度,为改善低场下应用研究中的诸多不利因素提供了解决方案。本文结合低场下多孔材料的研究需求,开展了 0.06T DNP谱仪关键部件的研制及其在多孔材料中的应用研究。首先阐述了低场下多孔材料的研究现状,同时讨论了 DNP在多孔材料应用中的限制,并提出了低场DNP谱仪的研制需求。然后对NMR及DNP原理进行了简单介绍,并对谱仪关键部件进行了深入研究,在此基础上实现了谱仪系统的集成与测试。最后,针对DNP在材料结构表征、油水信号分离与表征、油水的可视化分布等应用进行了研究与讨论。具体地,本文的研究工作及创新点如下:1)在对谱仪系统介绍的基础上,结合DNP功能及应用需求,设计并研制了谱仪系统的微波发射机及磁控系统,并对谱仪系统进行集成与测试。在研制的谱仪系统上测得了1H高于-180的极化增强,且样品发热量不高于3℃,有利于在低场条件下开展多孔材料的应用研究工作。2)DNP在多孔材料结构特性表征中的应用研究。采用标准玻璃珠构建孔径分布在9.4~72.4μm的多孔材料模型,并对两相的DNP增强进行测试对比,分析两相增强在材料中的变化规律,研究表明润湿相流体受材料表面特性的影响,DNP增强随材料孔径的减小而减小,非润湿相的DNP增强则近似为均一增强,由此提出了一种采用DNP增强研究材料润湿性及孔径分布的方法,从而可以将标准样品的测试结果作为标尺,为快速评估材料结构参数如孔径、比表面积、渗透率等提供了依据。3)DNP在油水识别与表征中的应用研究。针对油水两相DNP增强差异较大不利于两相分离,且选择性自由基种类较少、成本高昂的问题,提出了一种采用非选择性自由基与弛豫试剂相结合的方式选择性增强并分离油相或水相信号的方法,自由基用于增强所需流体相信号,弛豫试剂用于选择性抑制另一流体相的NOE效应。在油水选择性增强的基础上,采用延时采样的数据处理方式获得了油相的真实增强,依据DNP增强与黏度之间的负相关变化关系,提出了一种采用DNP增强进行油质黏度筛选、分类的方法,将选择性增强与延时采样相结合的方式,可以在获得流体相增强的同时,无需考虑两相含量差异,且保留样品的原始信息,从而有利于后续定量分析研究。4)DNP在油水可视化分布中的应用研究。针对低场下NMR信噪比低、MRI实验时间长、两相分布不易区分等问题,在理论上分析了 DNP在提高MRI图像对比度及测试效率方面的可行性,并采用油水样品进行了验证测试。在此基础上提出了一种利用DNP-MRI增强单一流体相的方式进行两相分布区分与识别的方法,并在水模及玻璃珠构建的材料模型中获得油相的MRI增强。采用DNP-MRI进行两相区分的方式,不受样品弛豫特性限制,可广泛应用于储层岩石等复杂结构材料中的研究,并为渗流、驱替等动态过程的研究提供实时可视化分布信息,有助于为研究采油过程、制定开采方案提供参考。

赵烨梁[3](2018)在《基于STM的自旋噪声谱仪的研制及磁性分子的自旋相关性质研究》文中进行了进一步梳理电子自旋作为电子的基本性质在物理学、电子学、化学、材料学等领域被广泛研究,其极有可能发展成为未来信息学的基础,特别是如何实现对单个电子自旋的测量、控制以及对其相干性进行调控已成为国际研究的热点,因此对单自旋中心的电子自旋相关性质的研究具有重要意义。扫描隧道显微镜(STM)具有对单分子进行高分辨成像以及操纵的能力,通过将其与各种技术手段联用就能够在单自旋中心的电子自旋研究中发挥更大作用。本论文使用结合了自旋噪声谱、自旋极化针尖等技术的扫描隧道显微镜研究了多种磁性分子的自旋相关性质。在第一章中,首先介绍了 STM的发明和发展、工作原理以及基本结构。然后介绍了近些年在STM的基础上发展的新的实验技术,包括自旋极化-STM,结合射频技术的STM等。最后介绍了本文中所使用的仪器以及相关的实验方法。第二章中的研究主要是关于基于扫描隧道显微镜的自旋噪声谱技术(ESN-STM)以及样品表面自旋中心上的电子自旋信号的探测。本章首先介绍了 ESN-STM的发展历程、工作机理、仪器结构、实验方法、技术难点等。然后详细介绍了我们研制的低温ESN-STM,包括装置的设计、搭建及测试。最后分析了在Cr-N共掺杂的金红石TiO2(110)表面得到的自旋噪声谱实验结果。第三章中,我们研究了自旋选择定则在表面吸附过程中的作用。我们在Au(111)表面制备了金属酞菁分子(FePc、CoPc)的单层及双层薄膜,其具有不同的自旋态。然后我们在5K温度条件下研究氧分子在这些样品表面的吸附行为,并通过STM针尖诱导脱附的方法确定了氧分子在各个表面的吸附能。结合理论计算结果我们发现氧分子在双层金属酞菁分子表面的吸附过程基本符合自旋选择定则。另外,我们通过计算得到了各薄膜样品中最上层的金属酞菁分子中金属原子的d轨道能量位置,并分析了其与氧分子的吸附能的关系。在第四章中,我们分别利用STM钨探针及自旋极化探针对Au(1 11)表面FePc分子层上吸附的氧分子进行了I-t谱测量,得到了具有多种电流态的电流谱,我们认为这与氧分子在FePc分子上的不同吸附位置有关。通过比较钨探针及自旋极化探针所得A谱,我们发现使用自旋极化探针得到的I-t谱中的电流态寿命较长,并认为该现象反映了氧分子的自旋与隧穿电子自旋之间的相互作用。在第五章中,我们使用N+离子轰击C60分子的方法合成了 N@C60,并利用高效液相色谱(HPLC)对N@C60分子进行富集,得到较高比例的N@C60/C60混合物。我们利用电子自旋共振(ESR)与基质辅助激光解吸附飞行时间质谱(MALDI-TOF)对N@C60进行表征,对N@C60分子的热稳定性进行了研究。我们制备了 Au(111)表面N@C60单分子层样品并用STM观测到Au(111)表面上的N@C60分子形貌。在此基础上,我们获得了 Au(111)表面N@C60单分子层样品的ESR信号特征,并分析了 N@C60中内嵌N原子与衬底Au原子之间的相互作用。

陈德文,徐广智[4](2001)在《我国电子自旋共振波谱领域研究的50年回顾》文中指出

陈昆源,刘伟,冯玉和,李维祥[5](1988)在《L波段ESR谱仪在医学中的应用》文中研究表明本文介绍了ESR的基本概念和L波段ESR谱仪的具体结构,以及在医学中的几种应用,阐述了该仪器的优点和发展远景。

田丝竹[6](2021)在《基于金属探针的电子自旋共振法测定免疫球蛋白和抗氧化能力的研究》文中研究表明引入180 nm的四氧化三铁纳米粒子(Fe3O4 nanoparticles,FeNPs)标记抗体,将FeNPs中的Fe3+作为电子自旋共振(electron spin resonance,ESR)探针,以微米级粒径的琼脂糖微球为固相载体,建立了一种新的免疫分析方法并将其用于兔免疫球蛋白G(immunoglobulin G,IgG)的检测。采用了免疫夹心法和免疫竞争法两种方法并比较了两种方法的灵敏度。分析结果表明,夹心法的灵敏度优于竞争法。通过四参数logistic模型(4-parameter logistic model,4PLM)拟合实验数据得到标准曲线。将本方法用于兔血清中兔IgG的检测,通过与先前报导的兔血清中兔IgG浓度数据对比,本方法与文献报道的结果符合度较好,证明了本方法的可靠性。本方法的分析灵敏度良好,与近年来其他免疫分析方法进行对比,本方法的样品制备时间比现有的大多数方法都要短。此外,本方法还有操作简单、分析样品稳定等优点。通过水相合成法合成一种粒径约为5 nm的水溶性硫化铜纳米粒子,并以此为ESR探针,构建了一种新的电子自旋共振免疫分析方法。采用免疫夹心法,以聚苯乙烯96孔板作为固相载体,将多个生物素偶联到山羊抗兔IgG抗体上,将链霉亲和素偶联到硫化铜纳米粒子上。相较于直接测量纳米粒子的ESR信号,本方法通过后续处理来检测纳米粒子中Cu2+离子的ESR信号。方法具有较高的灵敏度,并且检测线性范围宽,几乎跨越了5个数量级。此外,日内精密度、日间精密度和血清加标回收样品的检测结果均令人满意。与其他方法相比,本方法的灵敏度和线性范围具有一定的优势,并且在检测时不受样品颜色和基质背景信号的干扰。此外所采用的合成原料便宜易得,合成条件比较温和,合成方法比较简单、省时和环保。分析样品对热和光都不敏感,至少可以保存两周,在此期间内重现性很好,符合临床检验中对复查的要求。水果中的抗氧化剂将Cu2+还原为Cu+,Cu+以CuSCN沉淀的形式除去后,通过检测剩余Cu2+的ESR信号,建立一种能检测多种水果抗氧化能力的ESR方法。本方法检测了市面上常见的22种水果的抗氧化能力,并与传统的1,1-二苯-2-苦基肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,·DPPH)自由基清除法和铜离子(Cu2+)还原抗氧化能力(cupric reducing antioxidant capacity,CUPRAC)法进行比较。结果表明,本方法可以用于检测大量、复杂实际样品的抗氧化能力,具有较高的实际应用价值。此外,通过福林酚(Folin-Ciocalteu)比色法测定水果中总酚的含量,证明了总酚含量与水果抗氧化能力密切相关。

郭俊旺[7](2015)在《辐射剂量在体测量电子顺磁共振谐振腔研究》文中研究表明核与辐射突发事件发生后,快速判断人员受照剂量并对其进行伤情分类是事故救援和临床诊断的关键,也是目前放射医学研究领域急需解决的关键问题。利用电子顺磁共振(Electron Paramagnetic Resonance,EPR)技术,对人牙齿实施在体测量,是目前可实现在体、快速剂量测量的理想方法之一,研制可在口腔内使用的在体测量专用EPR探头是亟待解决的核心问题。常规电子顺磁共振牙齿剂量测量只能开展回顾性剂量评估,难以在事故后早期快速给出剂量,且取样方法有损伤,因此适用性受限。根据EPR原理,微波谐振腔是实施在体测量和提高谱仪探测灵敏度的核心部件,直接决定了在体测量的实施方式和可行性。本工作以特殊结构的开口式谐振腔研究为重点,设计了人牙齿在体测量实施方案及新型开口式X波段微波谐振腔,腔体采用X波段闭合金属腔结构,谐振腔金属壁上设置有样品探测口。微波磁场分量可以从谐振腔内泄漏进入探测口区域,同时扫描磁场装置和调制磁场发生装置在探测口处产生特定范围扫描磁场和调制磁场。实施在体测量时,谐振腔作为探头伸入人口腔中,人前牙尖端咬入谐振腔探测口,获得电子顺磁共振条件,从而获得牙齿中辐射诱发的EPR波谱,进行牙齿剂量分析。主要研究工作内容和结果如下:1、设计了三种模式X波段在体测量专用EPR谐振腔。选取了TE101型矩形谐振腔、TE111和TM010型圆柱形谐振腔三种特殊微波场模式和腔体结构。三种微波场模式具有以下特点:在谐振腔外周腔壁位置,均存在微波磁场分量集中区域,同时此区域避开微波电场分量集中位置。通过在此区域设置样品探测口,可使较强的微波磁场分量泄露进入样品探测口,同时不造成显着的微波能量损耗。通过数值计算、有限元仿真,形成了具体的设计方案。2、试制加工了系列不同结构的谐振腔体。对影响谐振腔性能的如下因素进行了加工工艺比较和优化,包括:腔体微波场型、腔体体积、探测口几何设计、耦合方式、调制磁场施加方法等。各腔体主要特征为:TE101型矩形谐振腔尺寸为22.8×10.1×21.4 mm,探测口位于矩形窄边中心位置;TE111型圆柱形谐振腔直径为22.0(27.0)mm,长度为28.2(21.2)mm,探测口位于腔体圆柱面中心或者位于柱面与底面交接处位置;TM010型圆柱形谐振腔直径24.0 mm,长12.0 mm,探测口贯穿腔体侧面窄边中心位置。3、开展了不同谐振腔的性能实验与比较。分别进行了物理参数测量、DPPH样品测量和整体牙齿样品测量实验。物理参数测量获得了谐振腔几何尺寸、谐振频率、谐振品质因数、耦合状态等特性。通过DPPH样品测量,验证了谐振腔的工作频率,获得了谐振腔的功率特性和调制特性。整体牙齿样品实验评估了谐振腔在体测量的可行性。结果表明:三类谐振腔谐振频率范围为9.509.60 GHz,有载谐振品质因数为25003500,达到了设计要求。微波功率在0.1200 m W范围变化和调制磁场在0.11 m T范围变化的情况下,谐振腔均能正常工作并获得较弱的样品信号,三种腔体综合性能均适用于在体测量牙齿。不同种类谐振腔对比实验发现,三种谐振腔性能各具特点:(1)TE111型圆柱形谐振腔谐振品质因数高,便于口腔内牙齿咬入,调制磁场施加方便,但体积较大,存在同频率简并模式;(2)TM010型圆柱形谐振腔结构新颖,微波电磁场场结构简单稳定,但谐振腔机械结构复杂且需多次调整耦合匹配;(3)TE101型矩形谐振腔结构简单,体积较小,方便伸入口腔,微波电磁场泄露效率高,综合灵敏度较高,但功率容量相对较低。4、整体牙齿测量。利用完整人牙齿样品,均匀分组后在08 Gy范围照射,将牙齿固定于牙床模型模拟在体测量,对测量的EPR谱线进行信噪比分析并对样品体积和质量做归一化处理,获得了辐射诱发信号信噪比与照射剂量关系曲线。剂量响应呈良好的线性关系,线性回归相关系数为r=0.9884,在30秒的扫描时间内,探测下限不高于1 Gy,基本满足了事故剂量评估的要求。5、动物和人体实验初步验证了在体测量的可行性。对照射后大鼠和猴进行了在体测量实验,获得520 Gy照射后大鼠牙齿中的辐射诱发的信号和2Gy照射后猴牙齿中的辐射诱发信号。为进一步验证在体测量可行性,直接在体测量了人牙齿。结果表明,口腔中的水未造成显着的微波损耗和系统匹配调节的困难;心跳、呼吸等生理过程一定程度上增加了谱线背景噪音,但通过调整扫描时间和分次叠加扫描等措施可以克服这种影响,而且在人身体微颤的条件下,仍可开展实验。在体测量和离体测量相比,信号信噪比下降在20%以内。结论。本研究以在体测量专用X波段谐振腔研究为核心,提出了X波段在体EPR测量实施方案。通过选择谐振模式、数值计算、仿真模拟等方法,设计了三种微波模式具有不同开口结构的谐振腔,提出的腔外调制磁场施加方案,显着提高了调制磁场效率,减小了腔体体积和加工的复杂性,从根本上解决了腔内调制装置带来的谐振腔品质因数低和探测灵敏度低的问题;研制的TM010圆柱谐振腔和TE101型矩形腔具有稳定的微波模式和较高灵敏度,在EPR领域之前未见相关应用报道,具有创新性;其中,TE101型矩形腔结构简单,加工方便,体积小巧,探测口结构和腔体体积可根据在体测量需求灵活变化,能够充分适应在体测量需求。通过测量腔体的物理参数、DPPH样品实验和照射后牙齿测量实验,评估了谐振腔的各项性能,获得了整体牙齿的剂量响应关系;通过动物和人在体测量实验,验证了在体测量方案的可行性和腔体的实用性。利用目前研制的谐振腔,在口腔中水、呼吸、心跳和身体微颤等特殊条件下,仍能能够实施在体测量,获得信噪比较好的牙齿EPR信号,已基本达到利用在体EPR技术实现人体剂量评估和核与辐射突发事件中伤员早期分类的需求。

荣星[8](2011)在《脉冲电子顺磁共振谱仪研制及应用》文中研究指明量子计算具备经典计算所无法比拟的优势和前景。其中基于自旋的固态量子计算由于使用固态体系中电子自旋(核自旋)作为量子比特,从而有相干时间长,逻辑门操作速度快,单量子比特读出等优势[1],因此成为研究的热点。我们使用商用X波段脉冲电子顺磁共振谱仪开展相关研究,取得的成果为:1.国际上首次利用最优动力学解耦技术提高固态体系中电子自旋的相干时间,将伽玛射线辐照的丙二酸单晶中的电子自旋退相干时间从0.04μs提高到了30μs,同时研究和比较两种动力学解耦脉冲序列的性能,并且讨论该固态体系中相关的退相干机制,该工作发表在《Nature》杂志上[2]。2.我们还首次将动力学解耦技术成功应用到保护两体纠缠,在掺杂磷原子的单晶硅样品中,将赝纠缠寿命从0.4μs提高到了30μs,工作发表在《Physical Review Letters》[3]。然而,随着研究的深入,我们深感商用谱仪的局限性。我们发现商用谱仪所能提供的对电子自旋和核自旋调控能力有限,已经不能满足前沿领域发展的要求。因此,我们自主研制脉冲式电子顺磁谱仪来开展科研工作,并取得以下成果:1.完成我国首个具有自主知识产权的X波段脉冲式电子顺磁共振谱仪的研制。该谱仪不仅具备八个独立微波脉冲通道(商用谱仪为六个),而且还提供快速调制幅度和相位的脉冲输出(商用谱仪所不具备的功能),提升了对电子自旋的操控能力,同时某些重要性能指标上已经超越了商用谱仪。2.完成自主研制S波段光探测磁共振谱仪,实现了对单电子自旋态的制备,操控以及读出,并使用该平台开展基于金刚石中氮缺陷(金刚石色心)的量子计算实验研究。国际上首次完成室温下在金刚石色心体系中实现量子算法的演示,探索并展示了该物理体系进行量子计算的潜力,该工作发表在《Physical Review Letters》[4]。3.我们将动力学解耦技术应用到量子测量中,实验观测到了量子测量的性能得到了提高。我们将金刚石色心体系中单电子自旋设计成为一个干涉仪来观测一个未知相位差?,随着体系T2时间被动力学解耦脉冲延长,我们成功观测到量子测量性能获得提升。五动力学解耦脉冲控制下量子测量性能在与单动力学解耦脉冲控制情形相比提高了大约4倍,与经典的测量方案相比,则提高了大约24倍。

冯鸿辉,武文革,陈昆源[9](1989)在《L波段电调固态源在ESR谱仪中的应用》文中提出本文介绍成功地将电调晶体管振荡源代替了速调管源,并获得了ESR谱,从实验表明提高了灵敏度、分辨率及信噪比。整机灵敏度为1.3×1014自旋数ml-1G-1。

郑莹光,董凤霞,许静,徐玉书,沈尔中,吴可,丛建波,张东日[10](2003)在《L波段三维ESR成像系统的研制(Ⅲ)——L波段谐振腔的研制》文中进行了进一步梳理描述了一个用于生物样品L波段ESR成像用的谐振腔 ,讨论了在制作、设计过程中几个值得注意的问题 ,该腔为 3 环 2 裂缝再进入式谐振腔 ,可检测直径为 2 0mm长 30mm的H2 O样品 .空腔的共振频率为 1 .0 5GHz.腔的Q值是样品中水含量的函数 ,无载Q大于1 0 0 0 .用插入侧臂的耦合环得到谐振腔与微波桥之间的匹配 ,确定了耦合环直径的最佳值 ,对无载腔其值约为腔臂直径的 1 /3,而对有载腔其值约等于腔臂的直径 .用该腔检测了样品中TEMPO氮氧自由基的空间分布

二、X波段ESR谱仪的研制(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、X波段ESR谱仪的研制(论文提纲范文)

(2)低场DNP谱仪关键部件的研制及其在多孔材料中的应用研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 研究背景及意义
    1.3 NMR在多孔材料中的应用研究及现状
        1.3.1 多孔介质材料结构特性研究
        1.3.2 多孔介质材料内流体动力学特性研究
    1.4 动态核极化在多孔材料中应用研究及现状
    1.5 本文的研究内容
    1.6 本文的结构
第2章 DNP原理及谱仪系统
    2.1 核磁共振原理
        2.1.1 磁共振原理
        2.1.2 弛豫
    2.2 动态核极化原理
        2.2.1 电子-核自旋系统
        2.2.2 Overhauser效应
    2.3 DNP谱仪系统
        2.3.1 计算机系统
        2.3.2 主控系统及磁控单元
        2.3.3 射频发射系统
        2.3.4 微波发射系统
        2.3.5 射频接收系统
        2.3.6 磁体及探头
    2.4 本章小结
第3章 低场DNP谱仪关键部件的研制及系统测试
    3.1 引言
    3.2 0.06T DNP谱仪系统
    3.3 微波发射机设计与实现
        3.3.1 微波发射机需求分析
        3.3.2 微波发射机的设计
    3.4 磁控线圈的设计与实现
        3.4.1 有源调场
        3.4.2 有源匀场
    3.5 谱仪系统测试
        3.5.1 匀场测试
        3.5.2 ~1H90°脉宽测试
        3.5.3 ~1H DNP增强测试
        3.5.4 样品发热效应测试
    3.6 本章小结
第4章 DNP在多孔材料润湿性及结构表征中的应用
    4.1 引言
    4.2 实验材料及方法
        4.2.1 样品
        4.2.2 实验设置及数据处理
    4.3 油、水中DNP增强
        4.3.1 两相的DNP增强
        4.3.2 油、水中~1H泄露因子
        4.3.3 油、水中~1H的耦合因子、饱和因子
    4.4 多孔介质材料的DNP表征
        4.4.1 DNP增强与材料润湿性
        4.4.2 DNP增强与材料结构的相关性
        4.4.3 砂岩结构的DNP表征
    4.5 本章小结
第5章 DNP在油水识别与表征中的应用
    5.1 引言
    5.2 实验材料及方法
        5.2.1 样品
        5.2.2 实验
        5.2.3 延时采样处理
    5.3 油、水信号的选择性增强
        5.3.1 水相增强的抑制
        5.3.2 油相信号的选择性增强
        5.3.3 多孔材料中油相的选择性增强
    5.4 多孔材料中的油质识别
    5.5 本章小结
第6章 DNP在油水可视化分布中的应用
    6.1 引言
    6.2 实验材料及方法
        6.2.1 样品
        6.2.2 实验
    6.3 油、水样品DNP-MRI
        6.3.1 NMR信号的DNP增强
        6.3.2 油、水中的DNP-MRI
        6.3.3 多孔材料中油相DNP-MRI
    6.4 油、水两相的可视化分布识别
        6.4.1 两相分布的DNP-MRI识别
        6.4.2 多孔材料中两相流体的分布识别
        6.4.3 多孔材料中油水分布的选择性增强
    6.5 本章小结
第7章 总结与展望
    7.1 研究成果
    7.2 研究工作展望
参考文献
附录 文中使用缩略词一览表
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果

(3)基于STM的自旋噪声谱仪的研制及磁性分子的自旋相关性质研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 STM及基于STM的新实验技术简介
    1.1 扫描隧道显微镜简介
        1.1.1 扫描隧道显微镜的发明和发展
        1.1.2 扫描隧道显微镜的工作原理
        1.1.3 扫描隧道显微镜的工作模式
    1.2 基于扫描隧道显微镜的新实验方法
        1.2.1 自旋极化扫描隧道显微镜
        1.2.2 结合射频信号的扫描隧道显微镜
        1.2.3 结合泵浦-探测方法的单自旋弛豫时间测量
        1.2.4 基于STM的单分子的射频激发
    1.3 本论文的研究工作
        1.3.1 本论文中所使用的实验仪器
        1.3.2 本论文中所采用的实验方法
        1.3.3 本论文的研究内容
    参考文献
第二章 基于扫描隧道显微镜的自旋噪声谱仪的研制
    2.1 研究背景
        2.1.1 基于扫描隧道显微镜的自旋噪声谱简介
        2.1.2 ESN-STM的工作机理
        2.1.3 实验技术及面临的困难
        2.1.4 已取得的实验进展及应用前景
        2.1.5 仪器设计方案及实验技术
    2.2 ESN-STM的设计和搭建
        2.2.1 设计目标及困难分析
        2.2.2 射频放大电路设计
        2.2.2.1 放大电路工作频段的选择
        2.2.2.2 放大电路级数的确定
        2.2.2.3 放大器件的选择
        2.2.2.4 放大电路的安装位置
        2.2.2.5 电路版图设计
        2.2.3 放大电路测试
        2.2.4 超导磁体
        2.2.5 频谱仪连接方法及工作参数选择
        2.2.6 ESN-STM实验结果
    2.3 本章总结
    参考文献
第三章 Au(111)表面金属酞菁分子层上的氧分子吸附研究
    3.1 研究背景
        3.1.1 自旋选择定则
        3.1.2 过渡金属大环化合物
        3.1.2.1 FePc和CoPc分子
        3.1.2.2 FePc和CoPc分子的氧吸附
        3.1.2.3 FePc/CoPc分子的STM研究
        3.1.3 STM在表面分子脱附中的应用
    3.2 Au(111)表面FePc和CoPc分子层上的氧分子吸附
        3.2.1 实验方法
        3.2.2 实验结果
        3.2.3 计算结果及分析
    3.3 本章总结
    参考文献
第四章 Au(111)表面FePc分子层吸附氧分子的自旋极化STM研究
    4.1 研究背景
        4.1.1 自旋极化STM
        4.1.2 STM的电流-时间谱
    4.2 Au(111)表面FePc分子层表面氧分子吸附的电流-时间谱
        4.2.1 自旋极化STM探针的制备
        4.2.2 实验结果及分析
    4.3 本章总结
    参孝文献
第五章 Au(111)表面N@C_(60)分子层的STM及ESR研究
    5.1 研究背景
        5.1.1 N@C_(60)的合成与富集
        5.1.2 N@C_(60)的分子结构与电子结构
        5.1.3 N@C_(60)的衍生物及其在量子计算领域的应用
        5.1.4 N@C_(60)的稳定性
    5.2 N@C_(60)的合成和富集以及表征
        5.2.1 N@C_(60)的合成和富集
        5.2.2 N@C_(60)的ESR实验及质谱实验
        5.2.3 N@C_(60)的热稳定性实验
    5.3 Au(111)表面N@C_(60)分子层的STM及ESR实验
        5.3.1 Au(111)表面N@C_(60)分子层的STM实验
        5.3.2 Au(111)表面N@C_(60)分子层的ESR实验
    5.4 本章总结
    参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果

(4)我国电子自旋共振波谱领域研究的50年回顾(论文提纲范文)

1 仪器, 检测方法和新技术应用方面的研究
2 有关理论方面的研究
3 无机与有机金属配合物及无机催化剂的ESR研究
    3.1 金属配合物及顺磁离子的基础性研究
    3.2 催化剂和催化过程
    3.3 各类无机固体的研究
4 有机自由基和离子基研究
    4.1 稳定自由基和离子基
    4.2 有机反应中间体, 机理和动力学
    4.3 光化学过程中的自由基
    4.4 电极过程反应及气相过程中的自由基
5 光诱导电子转移与界面光催化, 胶束行为, 影像过程的自由基
    5.1 超微粒界面的光诱导电子转移和光催化
    5.2 光增感和成像过程中的自由基
6 生物科学中的自由基研究
    6.1 自由基生物研究特殊方法, 机体病变诱发机理及药物治疗的探索
    6.2 动物心肌缺血与再灌过程致病及其治疗
    6.3 药物及天然抗氧剂对自由基的清除
    6.4 病变的药物光动力治疗
7 其它方面的ESR研究

(6)基于金属探针的电子自旋共振法测定免疫球蛋白和抗氧化能力的研究(论文提纲范文)

提要
中文摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 电子自旋共振技术
        1.1.1 电子自旋共振技术的起源和基本原理
        1.1.2 电子自旋共振波谱仪
        1.1.3 电子自旋共振技术的检测对象及应用
        1.1.3.1 自由基的检测
        1.1.3.2 过渡金属离子的检测
        1.1.3.3 晶体色心的检测
        1.1.4 电子自旋共振技术与核磁共振技术的联系与区别
    1.2 免疫分析
        1.2.1 免疫分析法的发展及其基本原理
        1.2.2 生物素-链霉亲和素/亲和素系统
        1.2.3 免疫分析的应用和发展
        1.2.3.1 放射免疫分析法
        1.2.3.2 酶联免疫分析法
        1.2.3.3 荧光免疫分析法
    1.3 食品的抗氧化能力
        1.3.1 氧化应激
        1.3.2 抗氧化剂
        1.3.3 抗氧化能力的测定
        1.3.3.1 DPPH法
        1.3.3.2 DMPD法
        1.3.3.3 ORAC法
        1.3.3.4 CUPRAC法
    1.4 本论文主要研究内容
        1.4.1 水溶性铁纳米粒子为探针的电子自旋共振法检测兔IgG
        1.4.2 水溶性硫化铜纳米粒子为探针的电子自旋共振法检测兔IgG
        1.4.3 铜离子为探针的电子自旋共振法测定22 种水果的抗氧化能力
    1.5 参考文献
第二章 水溶性铁纳米粒子为探针的电子自旋共振法检测兔IgG
    2.1 实验部分
        2.1.1 仪器
        2.1.2 试剂与材料
        2.1.2.1 试剂
        2.1.2.2 材料
        2.1.2.3 溶液配制
        2.1.3 实验方法
        2.1.3.1 铁纳米粒子-山羊抗兔 IgG多克隆抗体(FeNP-山羊抗兔 IgG)溶液的制备
        2.1.3.2 琼脂糖-山羊抗兔IgG溶液的制备
        2.1.3.3 琼脂糖-兔IgG溶液的制备
        2.1.3.4 用夹心法和竞争法对兔IgG的免疫分析
        2.1.3.5 制备用于ESR检测的分析样品
        2.1.3.6 ESR检测
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 铁纳米粒子与山羊抗兔IgG多克隆抗体连接比率的选择
        2.2.2 FeNPs与 FeNP-山羊抗兔IgG的表征
        2.2.3 ESR检测样品与ESR图谱
        2.2.4 基于ESR的夹心法与竞争法检测兔IgG的标准曲线
        2.2.5 实际样品兔血清分析
        2.2.6 与其他方法比较
    2.3 小结
    2.4 参考文献
第三章 水溶性硫化铜纳米粒子为探针的电子自旋共振法检测兔IgG
    3.1 实验部分
        3.1.1 仪器
        3.1.2 试剂与材料
        3.1.2.1 试剂
        3.1.2.2 材料
        3.1.2.3 溶液配制
        3.1.3 实验方法
        3.1.3.1 CuS纳米粒子的合成
        3.1.3.2 CuS-链霉亲和素的制备
        3.1.3.3 山羊抗兔IgG-生物素的制备
        3.1.3.4 免疫分析
        3.1.3.5 制备用于电子自旋共振法和紫外-可见分光光度法的分析样品
        3.1.3.6 电子自旋共振法
        3.1.3.7 紫外-可见分光光度法
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 硫化铜纳米粒子的合成与表征
        3.2.2 免疫分析实验条件的优化
        3.2.2.1 山羊抗兔IgG多克隆抗体与生物素的偶联
        3.2.2.2 链霉亲和素与CuS纳米粒子的连接量
        3.2.2.3 包被抗体的浓度
        3.2.3 电子自旋共振谱图
        3.2.4 标准曲线
        3.2.5 方法分析
        3.2.6 实际兔血清的分析
    3.3 小结
    3.4 参考文献
第四章 铜离子为探针的电子自旋共振法测定22 种水果的抗氧化能力
    4.1 实验部分
        4.1.1 实验仪器
        4.1.2 试剂与材料
        4.1.2.1 实验试剂
        4.1.2.2 实验材料
        4.1.2.3 水果样品
        4.1.2.4 溶液配制
        4.1.3 实验方法
        4.1.3.1 水果存储样品的制备
        4.1.3.2 水果样品的制备
        4.1.3.3 检测样品的制备
        4.1.3.4 电子自旋共振法
        4.1.3.5 紫外-可见分光光度法
        4.1.3.6 DPPH法
        4.1.3.7 CUPRAC法
        4.1.3.8 总酚含量测定
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 条件优化
        4.2.2 电子自旋共振谱图
        4.2.3 标准曲线
        4.2.4 水果的抗氧化能力
        4.2.5 与其他抗氧化能力测量方法对比
        4.2.6 抗氧化能力与总酚含量的关系
        4.2.7 统计分析
        4.2.8 方法评估
    4.3 小结
    4.4 参考文献
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
附录
致谢

(7)辐射剂量在体测量电子顺磁共振谐振腔研究(论文提纲范文)

缩略词表
中文摘要
英文摘要
前言
第一章 电子顺磁共振基本原理和在体测量方法
    1.1 电子顺磁共振基本原理和谱仪结构
        1.1.1 电子顺磁共振基本原理
        1.1.2 微波系统
        1.1.3 谐振腔
        1.1.4 扫描磁场系统
        1.1.5 调制磁场系统和相敏检波
    1.2 用电子顺磁共振方法实现剂量评估
        1.2.1 牙齿EPR测量与电离辐射剂量评估
        1.2.2 辐射剂量在体EPR测量的概念
    1.3 辐射剂量在体EPR测量实施方法
第二章 在体EPR谱仪主要构成单元与系统组建
    2.1 微波单元
        2.1.1 微波桥
        2.1.2 谐振腔
    2.2 扫描磁场单元
        2.2.1 扫描磁场单元原理结构
        2.2.2 扫描磁场单元参数设置
        2.2.3 扫描磁场均匀度测试
    2.3 调制磁场单元
        2.3.1 调制磁场激励线圈结构
        2.3.2 调制磁场单元参数设置
        2.3.3 调制磁场单元测试
    2.4 控制与数据处理单元
    2.5 电源模块
    2.6 在体EPR牙齿剂量测量谱仪组建
    2.7 在体EPR牙齿剂量测量谱仪的关键技术
第三章 在体EPR牙齿剂量测量专用谐振腔设计
    3.0 在体EPR牙齿剂量测量专用谐振腔的研究方案和主要内容
        3.0.1 谐振腔微波模式选择
        3.0.2 谐振腔探测口
    3.1 TE101型矩形谐振腔设计
        3.1.1 TE_(101)型矩形谐振腔微波电磁场分布计算
        3.1.2 TE101型矩形谐振腔微波场型结构
        3.1.3 TE101型矩形谐振腔尺寸计算
        3.1.4 TE101型矩形谐振腔谐振品质因数Q值
        3.1.5 TE101型矩形谐振腔仿真计算
        3.1.6 TE101型矩形谐振腔耦合模块
    3.2 TE111型圆柱形谐振腔设计
        3.2.1 TE111型圆柱谐振腔微波电磁场分布计算
        3.2.2 TE111型圆柱形谐振腔微波场型结构
        3.2.3 TE111型圆柱形谐振腔尺寸
        3.2.4 TE111型圆柱形谐振腔谐振品质因数Q值
        3.2.5 TE111型圆柱形谐振腔仿真计算
        3.2.6 TE111型圆柱形谐振腔耦合模块
    3.3 TM010型圆形谐振腔设计
        3.3.1 TM_(010)型圆柱形谐振腔微波电磁场分布
        3.3.2 TM010型圆柱形微波谐振腔尺寸
        3.3.3 TM010型圆柱形谐振腔微波场型结构
        3.3.4 TM010型圆柱形谐振腔仿真计算
        3.3.5 TM010型圆柱形谐振腔耦合模块
    3.4 谐振腔探测口几何设计
        3.4.1 谐振腔探测口处微波电磁场泄露效率
        3.4.2 测量位置与微波泄漏效率的关系
        3.4.3 探测口大小与微波泄漏效率的关系
        3.4.4 探测口处谐振腔变形与微波泄漏效率的关系
        3.4.5 谐振腔探测口几何设计的讨论
第四章 在体EPR测量专用谐振腔性能测试和比较
    4.1 在体EPR测量专用谐振腔性能测试和比较设置
    4.2 TE111型圆柱形谐振腔性能测试
        4.2.1 TE111型圆柱形谐振腔的物理参数
        4.2.2 TE111型圆柱形谐振腔微波场分布
        4.2.3 TE111型圆柱谐振腔探测口几何设计和位置
        4.2.4 TE111型圆柱形谐振腔性能测试材料和方法
        4.2.5 TE111型圆柱形谐振腔物理参数
        4.2.6 TE111型圆柱形谐振腔变微波功率和变调制特性
        4.2.7 TE111型圆柱形谐振腔牙齿测量
        4.2.8 4 种TE111型圆柱形谐振腔讨论
    4.3 TM010型圆柱型谐振腔性能测试
        4.3.1 TM010型圆柱型谐振腔装配与微波场型分布
        4.3.2 TM010型圆柱型谐振腔物理参数
        4.3.3 TM010型圆柱型谐振腔探测口与耦合孔
        4.3.4 TM010型圆柱型谐振腔性能测量材料和方法
        4.3.5 TM010型圆柱型谐振腔变微波功率和变调制特性
        4.3.6 TM010型圆柱型谐振腔牙齿样品测量
    4.4 TE101型矩形谐振腔测试
        4.4.1 TE101型矩形谐振腔物理参数
        4.4.2 TE101型矩形谐振腔性能测试材料和方法
        4.4.3 TE101型矩形谐振腔变微波功率和变调制特性
        4.4.4 TE101型矩形谐振腔牙齿样品测量
    4.5 三种谐振腔比较
        4.5.1 参与比较的谐振腔与物理参数
        4.5.2 牙齿测量比较
第五章 受照牙齿测量剂量响应
    5.1 谱线处理方法与流程
        5.1.1 谱线数据存储格式
        5.1.2 数据读取与谱线绘制
        5.1.3 谱线基线矫正
        5.1.4 谱线信号强度与信噪比
    5.2 实验材料
    5.3 测量方法
    5.4 所获谱线及分析
    5.5 剂量—信号响应曲线
        5.5.1 多次扫描累加谱线信号
        5.5.2 剂量响应曲线
    5.6 剂量响应特性讨论
第六章 动物在体测量实验
    6.1 大鼠在体测量实验
        6.1.1 大鼠在体测量实验目的
        6.1.2 实验材料和方法
        6.1.3 大鼠在体测量结果
    6.2 猴牙齿在体测量
        6.2.1 猴牙齿在体测量目的
        6.2.2 实验材料与方法
    6.3 讨论
第7章 人牙齿在体测量实验
    7.1 未照射人牙齿在体测量
        7.1.1 实验准备和方法
        7.1.2 实验设置
        7.1.3 人牙齿在体测量结果
    7.2 模拟低剂量照射后人牙齿信号在体测量
        7.2.1 实验准备和方法
        7.2.2 实验设置
        7.2.3 模拟受照后人牙齿信号在体测量结果
    7.3 模拟中等剂量照射后人牙齿在体测量
        7.3.1 实验准备和方法
        7.3.2 实验设置
        7.3.3 模拟受照后(中等剂量)人牙齿信号在体测量结果
    7.4 人牙齿在体测量总结
讨论
结论
参考文献
附录
与学位论文密切相关的该研究领域文献综述
在学期间发表的与学位论文密切相关的代表性论着
个人简历
致谢

(8)脉冲电子顺磁共振谱仪研制及应用(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
表格
第一章 绪论
    1.1 脉冲式电子自旋共振发展历程
    1.2 基于电子自旋的量子计算
    1.3 本文结构
第二章 电子顺磁共振原理
    2.1 静态自旋哈密顿量
        2.1.1 电子自旋塞曼相互作用
        2.1.2 核自旋塞曼相互作用
        2.1.3 超精细耦合
        2.1.4 零场分裂
        2.1.5 核四极矩
        2.1.6 核自旋与核自旋相互作用
    2.2 电子自旋1/2 的量子力学描述
        2.2.1 量子比特-Qubit
        2.2.2 旋转坐标系
    2.3 Rabi 振荡
    2.4 自由感应衰减
    2.5 自旋回波
    2.6 高温近似
    2.7 平均哈密顿量理论
第三章 电子顺磁共振谱仪概述
    3.1 电磁场系统
    3.2 微波桥系统
        3.2.1 发射机
        3.2.2 接收机
    3.3 共振腔和调制场系统
    3.4 探测系统
        3.4.1 连续波模式
        3.4.2 脉冲模式
    3.5 控制软件与数据处理
第四章 X 波段脉冲式电子顺磁共振谱仪
    4.1 商用X 波段脉冲式电子顺磁共振谱仪
    4.2 自主研制X 波段脉冲式电子顺磁共振谱仪
        4.2.1 自主研发谱仪之连续波模式
        4.2.2 自主研发谱仪之脉冲模式
        4.2.3 脉冲功能
        4.2.4 新探测模式
        4.2.5 控制软件与数据处理
        4.2.6 连续波实验谱
        4.2.7 脉冲实验谱
        4.2.8 与商用谱仪的比较
    4.3 总结和展望
第五章 S 波段光探测磁共振谱仪
    5.1 光学部分
    5.2 微波部分和控制台
    5.3 总结和展望
第六章 电子顺磁共振谱仪在量子计算中的应用
    6.1 动力学解耦技术及其应用
    6.2 利用动力学解耦技术延长固态体系中电子自旋的相干时间
        6.2.1 γ射线辐照丙二酸单晶样品
        6.2.2 动力学解耦实验
        6.2.3 γ射线辐照丙二酸单晶体系中的各退相干机制
        6.2.4 掺杂磷原子单晶硅样品及动力学解耦实验
        6.2.5 总结和展望
    6.3 利用动力学解耦技术保护两体纠缠
    6.4 利用动力学解耦技术提高量子测量的性能
        6.4.1 实验方案
        6.4.2 在金刚石色心体系中观测几何相
        6.4.3 退相干对量子测量的影响
        6.4.4 利用动力学解耦提高量子测量的性能
    6.5 室温下实现D-J 算法
    6.6 总结和展望
第七章 总结和展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果
    特邀论文
    已发表论文
    待发表论文
    专利

四、X波段ESR谱仪的研制(论文参考文献)

  • [1]L波段三维ESR成像系统的研制(Ⅱ)——L波段三维ESR成像系统[J]. 郑莹光,许静,董凤霞,沈尔中,徐玉书,吴可,丛建波,先宏,王长振,张清俊. 波谱学杂志, 2003(02)
  • [2]低场DNP谱仪关键部件的研制及其在多孔材料中的应用研究[D]. 陈俊飞. 中国科学院大学(中国科学院武汉物理与数学研究所), 2019(02)
  • [3]基于STM的自旋噪声谱仪的研制及磁性分子的自旋相关性质研究[D]. 赵烨梁. 中国科学技术大学, 2018(02)
  • [4]我国电子自旋共振波谱领域研究的50年回顾[J]. 陈德文,徐广智. 波谱学杂志, 2001(04)
  • [5]L波段ESR谱仪在医学中的应用[J]. 陈昆源,刘伟,冯玉和,李维祥. 医疗装备, 1988(04)
  • [6]基于金属探针的电子自旋共振法测定免疫球蛋白和抗氧化能力的研究[D]. 田丝竹. 吉林大学, 2021(01)
  • [7]辐射剂量在体测量电子顺磁共振谐振腔研究[D]. 郭俊旺. 中国人民解放军军事医学科学院, 2015(11)
  • [8]脉冲电子顺磁共振谱仪研制及应用[D]. 荣星. 中国科学技术大学, 2011(04)
  • [9]L波段电调固态源在ESR谱仪中的应用[A]. 冯鸿辉,武文革,陈昆源. 1989年全国微波会议论文集(上), 1989
  • [10]L波段三维ESR成像系统的研制(Ⅲ)——L波段谐振腔的研制[J]. 郑莹光,董凤霞,许静,徐玉书,沈尔中,吴可,丛建波,张东日. 波谱学杂志, 2003(03)

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X波段ESR光谱仪的研制
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