固定試料の場合

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固定試料の場合

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2018/02/16 19:12 UTC 版)

「動的核偏極法」の記事における「固定試料の場合」の解説

電子・核2スピン系の単純な描写によれば、固体効果は電子・核相互反転（0量子および2量子と呼ばれる）が緩和の存在下におけるマイクロ波照射により励起されるときに生じる。この種の遷移はマイクロ波励起の遷移モーメントは電子・核相互作用の二次効果の帰結であり、一般的には遷移が弱いため、有意な遷移を得るためにはマイクロ波強度をより強くする必要があり、かつ遷移強度は外部磁場 B0 の増加により減少してしまう。結果として、固体効果動的核偏極による増強は、緩和パラメータを全て一定に保った場合 B0−2 でスケールする。一旦この遷移が励起されて緩和が進行中のとき、核双極子ネットワークを通じて磁化は「バルク」核（NMR実験により検知される核の大部分）全体に拡がる。この偏極機構は励起マイクロ波周波数が対象の2スピン系の電子ラーモア周波数から核ラーモア周波数分だけ上下にシフトする場合に最適化される。周波数シフトの方向は動的核偏極増強の符号に対応する。固体効果はほとんどの場合に存在するが、関係する不対電子のEPRスペクトルの幅が対応する核のラーモア周波数よりも小さい場合により容易に観測できる。

固定試料の場合

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2018/02/16 19:12 UTC 版)

「動的核偏極法」の記事における「固定試料の場合」の解説

交差効果には、高偏極源として二つの不対電子が必要とされる。特別な条件が満たされない限り、このような3スピン系は固体効果型の偏極しか起こすことができない。しかし、二つの電子の共鳴周波数の差が核ラーモア周波数と一致し、かつ二つの電子が双極子カップリングされている場合には別の機構による偏極が生じ、これを交差効果と呼ぶ。このような場合、動的核偏極過程は許容遷移（1量子遷移）の結果として生じ、そのためマイクロ波照射の強度は固体効果の場合ほど強くなくてもよい。実用上、適切なEPR周波数差を実現するにはg-異方を持つ常磁性種の向きをランダム化する。二つの電子の周波数差は標的核のラーモア周波数に等しくなくてはならないから、交差効果は不均一にブロード化したEPR線が核ラーモア周波数よりも広くなった場合にのみ生じる。この線幅は外部磁場 B0 に比例するため、総体としての動的核偏極効率（核偏極の増強）は B0−1 でスケールする。このことは緩和時間が一定に保たれる限りにおいて成り立つ。通常はより強い磁場にするほど緩和時間は長くなるため、これにより線幅のブロード化の減少が部分的に補償されることもある。実用上、ガラス試料中では二つの双極子カップリングした電子がラーモア周波数ぶんだけ離れている確率は非常に低い。それでも、この機構は非常に効率的で、この効果のみでも固体効果と共にでも実験的に観測することができる。