电子顺磁共振谱的g因子研究 .pdfVIP

电子顺磁共振谱的g 因子研究∗ 李泽彬，钮应喜，魏雪松，吕海萍，殷春浩 中国矿业大学理学院，江苏徐州 （221116 ） E-mail ：zebinli@163.com ′ 摘 要：由Land e g 因子公式出发，研究了不同情况下的g 因子大小产生的原因，并在此 基础上，给出了几中测 g 因子的方法. 关键词：g 因子，EPR ，标定方法，角动量 中图法分类号：TP-O433 1. 引言 电子顺磁共振（Electron Paramagnetic Resonance ，简写EPR ）或称作电子自旋共振（Electron Spin Resonance，简写 ESR ）是直接检测和研究含有未成对电子的顺磁性物质的有效手段. 这一手段已在物理学、化学、生命科学、环境科学、医学、材料学、地矿学和年代学等很多 领域获得广泛应用.通常,现代 EPR 波谱仪记录的是吸收信号的一次微分线形,即一次微分谱 线.根据对 EPR 实验谱图的线宽、线型、g 因子、超精细耦合和自旋浓度等波谱参数的分析, [1] 可获得样品中未成对电子以及分子结构信息 . 不同的顺磁样品的ESR谱具有不同的特征，可以用线宽、线型、g 因子、超精细耦合和 自旋浓度等波谱参数来表征，其中最重要、最基本的波谱参数是g 因子. g因子是一个与原子 内部运动及磁矩有关的重要物理量，它对原子的磁性及在外磁场中的表现等有重要的影响. 它等于以玻尔磁子µ 为单位的磁矩与以普朗克常量 为单位的角动量的比值，即 B g (µ / µ ) /(P / ) . 由讨论对象的不同，有轨道运动g 因子、自旋运动g 因子、LS耦合g 因子 J B J 等[2-4].在电子自旋共振方面,单独研究g 因子的文章还不多见.为此本文研究了g 因子的相关理 论和电子顺磁共振实验测量. 2. g 因子理论研究 2.1 Land e g 因子′ 图 1 µ 和 µ , µ 的关系 J S L Fig.1.The connection between µ , µ and µ J S L ∗本课题得到国家教育部留学回国人员实验室建设科研基金（批准号：2003.18）的资助。 -1- 电子的轨道磁矩和轨道角动量之间有关系式 µ −βL L 而电子自旋磁矩和自旋角动量之间有关系式 µ −g βS S e 其中负号表明磁矩方向和角动量方向是相反的.对于非重原子，L 和 S 按照 L-S 耦合方案 合成为总角动量 J ，即 J=L+S 相应的有总磁矩 µJ ，µJ 也是反平行 J 的， 即 µ −g βJ