导读:本文包含了电子顺磁共振谱论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:磁共振,电子,频率,量子,脉冲,波导,吸收光谱。
电子顺磁共振谱论文文献综述
石致富[1]（2019）在《基于FPGA的数字化X波段电子顺磁共振谱仪研制和实验方法研究》一文中研究指出电子顺磁共振(Electron Paramagnetic Resonance,英文缩写为EPR)波谱技术是一种检测含有未成对电子(unpaired electron)的物质的物理学手段。许多材料中含有未成对电子,例如自由基、过渡金属离子、缺陷等。EPR技术能够用来准确、快速和无破坏性地获取物质的组成和结构上的信息,在物理、化学、生物、材料等领域都具有重要而广泛的应用。EPR谱仪按照工作方式主要分为连续波EPR谱仪和脉冲式EPR谱仪。目前国内约有300多台X波段(X是微波频段的代码之一,指8-12 GHz范围,X波段EPR谱仪通常工作在9-10 GHz范围)EPR谱仪在运行,除了本实验室具有自主设计的X波段EPR谱仪,其余单位均采购进口的商用谱仪。进口的商用谱仪往往价格昂贵、功能固化,更重要的是某些关键参数的不足限制了科研工作的开展。另一方面,EPR技术在工业界如辐照剂量检测、食品保质期的确定等方面也越来越得到重要的应用,这对相关仪器的稳定性、集成度、便携性有了更高的要求。为了推进国产谱仪的进步和技术领先,本实验室开展了对X波段EPR谱仪关键技术的系统性研究,取得了一系列重要成果。EPR谱仪是一套复杂的系统,包含电磁铁、微波桥、谐振腔、控制与读出系统等诸多单元。谱仪工作过程中需要完成对各个单元的协同控制、激励信号的产生以及数据的采集和处理等多个工作环节。EPR谱仪出现初期,这些环节的数字化控制程度较低,随着数字集成电路、软件操作系统等技术的快速发展,为谱仪的全数字化研制奠定了基础。本论文结合实验室前期对EPR谱仪相关技术的研究,研制了一种基于FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程逻辑门阵列)技术的数字化EPR谱仪,并在一些关键参数上实现了突破。主要完成的创新工作如下:1)实现了基于FPGA技术的X波段EPR谱仪控制与读出装置。该装置包括了方波脉冲发生器、任意波形发生器、高速数据采集模块、数据处理模块等。相对于目前商用谱仪的控制与读出系统,该装置具有高集成度、高灵活性、低成本等优势。2)将微波脉冲的时间分辨率提升到50 ps。我们使用了FPGA内部的延时链资源,将方波发生器输出方波的时间分辨率提升到50 ps,进而将微波脉冲的时间分辨率提升到50 ps。经过实验验证,微波脉冲时间分辨率的提升,可以提高自旋噪声谱测量的频率分辨率。3)集成了双通道,采样率1GSPS/通道,幅度分辨率16位的任意波形发生器,可以实现对微波脉冲的任意波形调制。4)集成的数据采集模块,采样率为1GSPS/通道,双通道,内部集成数字低通滤波,信号加权求和、平均、傅里叶变换等板载数据处理功能。方波发生模块、任意波发生模块与数据采集模块的数字部分在同一块FPGA内部实现,在FPGA内部进行同步,显着提高了实验效率。5)基于自制的高性能EPR谱仪,使用多脉冲动力学去偶技术,实现了超越1 ms的分子磁体量子比特退相干保护。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2019-06-03）
张鹏[2]（2018）在《连续波电子顺磁共振谱仪中自动频率控制装置的设计与使用》一文中研究指出电子顺磁共振是一种光谱技术,用于检测含有未成对电子的物质。在连续波电子顺磁共振实验中需要波源频率与谱仪内谐振腔谐振频率保持一致以防止谱线变形和提高信噪比,因此自动频率控制装置被引入连续波电子顺磁共振谱仪。现有设计中存在锁定功能不稳定、噪声过大以及操作不便等缺点,研制新一代自动频率控制装置具有重要的现实意义。本课题基于对耿氏振荡器波源进行频率调制,并利用谐振腔的反射特性设计了一套应用于连续波电子顺磁共振谱仪的自动频率控制装置。通过在Mathe-matica环境中进行系统函数仿真,验证本设计自动频率控制功能的可行性和稳定性。在此基础上考虑实物设计中旧版本的不足重新设计供电方案、降噪方案、解调电路以及数控开关电路等。最后本自动频率控制装置与连续波电子顺磁共振谱仪的联调测试显示该装置能够稳定实现波源频率与谐振腔谐振频率的自动锁定,在高入腔功率下减少EPR谱线的变形。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2018-05-24）
任明伟[3]（2018）在《宽带电子顺磁共振谱仪的设计与实现》一文中研究指出电子顺磁共振技术是一种直接检测和研究含有未成对电子样品的特性的波谱学方法。微波器件和电子学的不断发展和完善,不仅使现代通信方式发生了革命性的变化,也推动了电子顺磁共振谱仪硬件的发展。更高的微波频率和不断改进的降噪方案导致了各种性能优异的电子顺磁共振谱仪不断出现。但是,谱仪基本的工作原理多年来一直保持不变,传统的电子顺磁共振谱仪探头部分是使用高品质因子的谐振腔来完成的,这就意味着传统电子顺磁共振谱仪只能工作在窄频段上,对一些科学研究实验来说,就无法满足需求。在本工作中,首先分析了传统技术的局限性,论证了宽带电子顺磁共振技术的优势和必要性。针对上述需求,在现有电子顺磁共振技术的基础上,给出了一种宽带高灵敏度的电子顺磁共振谱仪设计方案。自主设计谱仪分为四个系统:微波桥系统、探头、调制场系统和电磁场系统。谱仪的微波桥系统采用宽带的微波元器件,探头以共面波导结构为基础设计,实现了 2-12 GHz内的宽带电子顺磁共振探测。本文对微波桥系统上的关键元器件进行了分析,讨论目前谱仪上存在的潜在问题,并且给出了可行的改进方案。本文介绍了自制宽带电子顺磁共振谱仪的测试过程和结果。测试结果显示,自制谱仪的工作频率范围可达2-12 GHz,达到了设计需求。给出了自制谱仪在各个频点的灵敏度,在2 GHz处,灵敏度可达4.6 ×1013 spins ·Hz-1/2·Gauss-1,在 10 GHz 处,灵敏度可达4.5 × 1012 spins · Hz-1/2· Gauss-1,在 12 GHz 处,灵敏度可达3.5 × 1012 spins · Hz-1/2·Gauss-1。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2018-02-01）
王皓[4]（2017）在《电子顺磁共振谱仪中基于相频关系的自动频率控制系统的设计》一文中研究指出在电子顺磁共振实验中,由于样品与谐振腔耦合以及受热膨胀、振动等外界因素影响,腔的谐振频率会发生变化。为避免电子顺磁共振谱线的失真,需要使微波波源的频率实时跟踪腔的谐振频率。通常我们在电子顺磁共振谱仪中加入自动频率控制系统达到上述要求。目前自动频率控制系统主要有两种类型:无扫频自动频率控制系统和有扫频自动频率控制系统。无扫频自动频率控制系统未引入低频微波信号,其反馈信号为直流信号;有扫频自动频率控制系统引入一个低频微波信号,其反馈信号调制于微波信号中。我们在电子顺磁共振谱仪中设计了基于相频关系的无扫频自动频率控制系统,使微波波源频率跟踪腔的谐振频率,避免了电子顺磁共振谱线的失真。此系统与有扫频的自动频率控制系统相比,具有稳态误差更小、谱仪分辨率高等一系列特点。本文分为叁部分。第一部分介绍电子顺磁共振原理和电子顺磁共振谱仪,以及自动频率控制系统在电子顺磁共振谱仪中的应用。第二部分介绍了基于相频关系的自动频率控制系统的设计,并在理论上分析自动频率控制系统中器件的参数对系统性能的影响。第叁部分对论文进行总结和展望。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2017-02-01）
陈太红,何仕碧,李明尚,熊竹韵,曾体贤[5]（2015）在《晶体LiCl:Ni~(2+)局域结构、吸收光谱和电子顺磁共振谱的研究》一文中研究指出采用半自洽场自由Ni~(2+)的3d轨道模型以及点电荷-偶极子模型,利用完全对角化方法,建立了LiCl:Ni~(2+)晶体的D2h对称局域结构与吸收光谱、电子顺磁共振谱之间的定量关系,统一解释了LiCl:Ni~(2+)晶体的局域结构与吸收光谱、电子顺磁共振谱,确定了实验中测得的零场分裂D、E的符号,预测了实验中未测得的LiCl:Ni~(2+)晶体的精细吸收光谱。理论计算结果与实验观测值符合得很好。(本文来源于《人工晶体学报》期刊2015年11期）
王梓翔[6]（2014）在《脉冲式电子顺磁共振谱仪的集成化设计》一文中研究指出电子顺磁共振(Electron Paramagnetic Resonance, EPR),又称电子自旋共振(Electron Spin Resonance, ESR),是一种用于研究含未成对电子的物质时使用的谱学手段。其原理类似核磁共振,最主要的区别在于使用电子自旋代替核自旋。由于电子的旋磁比远高于原子核,故在同等外磁场下,电子顺磁共振体系所需要的频率远高于核磁共振体系。EPR谱仪是基于EPR基本原理制造的一类仪器,在国际上有多家厂商提供商业化的产品。然而随着实验研究的深入,我们深刻意识到商用仪器的局限性,开展了自主研制谱仪的相关工作,并在11年初基于原型机成功捕捉到电子顺磁信号。在此基础上,我们对原型机进行了更细致的分析,进行了以下相关工作：·对X波段脉冲式电子顺磁共振谱仪原型机进行了集成和完善,重点是微波桥环节,供电环节,以及各级控制单元。将原型机组装成一台可以脱离外部仪器独立使用的设备,使其成为可以在实验室环境下工作的完整谱仪。·对X波段脉冲式电子顺磁共振谱仪的各个环节进行了系统性的分析和优化,提升谱仪的整体性能。同时,分单元罗列了谱仪当前的各种瑕疵,分析了其来源与成因,给出了改进的方案,对下一阶段的谱仪整体改进给出了执行路线。·介绍了和自制谱仪相关的各项科研成果。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2014-05-01）
石发展,杜江峰[7]（2012）在《S波段脉冲式电子顺磁共振谱仪研制及其在量子计算研究中的应用》一文中研究指出我们自主成功搭建S波段谱仪(2～4GHz),包括光学共聚焦系统、微波系统及电子学控制系统[图1]叁大部分。进而我们将此谱仪应用于金刚石中的氮-空穴中心(NV色心)——当前可能用于可扩展量子计算最重要的单自旋体系之一。实验实现了单电子自旋的检测和(本文来源于《第十七届全国波谱学学术会议论文摘要集》期刊2012-10-24）
荣星,徐南阳,王梓翔,杜江峰[8]（2012）在《X波段脉冲电子顺磁共振谱仪研制》一文中研究指出随着前沿学科领域的发展,连续波电子顺磁共振谱仪的功能已经不能满足前沿学科发展的要求。脉冲电子顺磁共振谱仪应运而生,在前沿科学领域中发挥了重要的作用。譬如本实验组利用商用谱仪完成了电子自旋相干保持1,利用动力学解耦技术保护两体纠缠2等工作。可见,脉冲电子顺磁共振谱仪可以促进前沿科学的发展。然而,随着研究的深入,我们(本文来源于《第十七届全国波谱学学术会议论文摘要集》期刊2012-10-24）
温旭杰,黄璞,耿建培,荣星,苏吉虎[9]（2011）在《X波段脉冲电子顺磁共振谱仪的矩形腔与微型平面腔的设计》一文中研究指出为了满足脉冲式电子顺磁共振谱仪的需要,设计并制作了连续波谐振腔和脉冲谐振腔.连续波谐振腔采用矩形谐振腔的设计,而脉冲谐振腔采用了微型平面腔的设计.在设计阶段,使用Ansoft-HFSS叁维电磁仿真软件对2种谐振腔进行模拟计算.微型平面腔的加工采用了微纳加工技术.制作完成的谐振腔的参数指标由网络分析仪测定.实验测得2种谐振腔的参数指标符合理论模拟值,并满足脉冲式电子顺磁共振谱仪的要求.(本文来源于《波谱学杂志》期刊2011年04期）
荣星[10]（2011）在《脉冲电子顺磁共振谱仪研制及应用》一文中研究指出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。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2011-05-01）
电子顺磁共振谱论文开题报告
（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：
电子顺磁共振是一种光谱技术,用于检测含有未成对电子的物质。在连续波电子顺磁共振实验中需要波源频率与谱仪内谐振腔谐振频率保持一致以防止谱线变形和提高信噪比,因此自动频率控制装置被引入连续波电子顺磁共振谱仪。现有设计中存在锁定功能不稳定、噪声过大以及操作不便等缺点,研制新一代自动频率控制装置具有重要的现实意义。本课题基于对耿氏振荡器波源进行频率调制,并利用谐振腔的反射特性设计了一套应用于连续波电子顺磁共振谱仪的自动频率控制装置。通过在Mathe-matica环境中进行系统函数仿真,验证本设计自动频率控制功能的可行性和稳定性。在此基础上考虑实物设计中旧版本的不足重新设计供电方案、降噪方案、解调电路以及数控开关电路等。最后本自动频率控制装置与连续波电子顺磁共振谱仪的联调测试显示该装置能够稳定实现波源频率与谐振腔谐振频率的自动锁定,在高入腔功率下减少EPR谱线的变形。
（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。
电子顺磁共振谱论文参考文献
[1].石致富.基于FPGA的数字化X波段电子顺磁共振谱仪研制和实验方法研究[D].中国科学技术大学.2019
[2].张鹏.连续波电子顺磁共振谱仪中自动频率控制装置的设计与使用[D].中国科学技术大学.2018
[3].任明伟.宽带电子顺磁共振谱仪的设计与实现[D].中国科学技术大学.2018
[4].王皓.电子顺磁共振谱仪中基于相频关系的自动频率控制系统的设计[D].中国科学技术大学.2017
[5].陈太红,何仕碧,李明尚,熊竹韵,曾体贤.晶体LiCl:Ni~(2+)局域结构、吸收光谱和电子顺磁共振谱的研究[J].人工晶体学报.2015
[6].王梓翔.脉冲式电子顺磁共振谱仪的集成化设计[D].中国科学技术大学.2014
[7].石发展,杜江峰.S波段脉冲式电子顺磁共振谱仪研制及其在量子计算研究中的应用[C].第十七届全国波谱学学术会议论文摘要集.2012
[8].荣星,徐南阳,王梓翔,杜江峰.X波段脉冲电子顺磁共振谱仪研制[C].第十七届全国波谱学学术会议论文摘要集.2012
[9].温旭杰,黄璞,耿建培,荣星,苏吉虎.X波段脉冲电子顺磁共振谱仪的矩形腔与微型平面腔的设计[J].波谱学杂志.2011
[10].荣星.脉冲电子顺磁共振谱仪研制及应用[D].中国科学技术大学.2011
论文知识图
