1 中北大学, 电子测试技术重点实验室山西 太原 030051
2 中北大学仪器与电子学院, 测试技术及仪器国家级实验教学示范中心山西 太原 030051
3 中北大学理学院山西 太原 030051
本文提出了一种基于电子自旋共振效应的位移振动检测方法, 以金刚石氮空位色心为敏感单元, 利用其对磁场强度的高敏感机理来进行。我们设计并搭建了振动发生装置和磁场检测系统。其中, 该系统由荧光聚焦系统、载流磁线圈和直尺组成。荧光聚焦系统负责高效地激发和收集荧光, 并确定电子自旋效应的分裂程度。载流线圈负责产生一个高线性的梯度磁场, 标尺作为振动源, 产生振动信号, 驱动载流线圈振动。然后, 通过严格的静态与动态实验分析, 当磁线圈携带0.1 A的电流时, 该位移灵敏度为25.11 nmHz12, 理论位移灵敏度约为2.106 nmHz12, 最小磁灵敏度极限为0.198 nTHz12, 振动信号的频率为6.31 Hz, 振幅为0.744 mm。该实验验证了检测方法的可行性。这为高精度位移振动检测方法提供了新的途径。
振动检测 NV色心 电子自旋共振 vibration detection NV center electron spin resonance
1 中国科学院过程工程研究所湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室, 绿色过程与工程重点实验室, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100049
亚熔盐液相氧化技术可在相对低温下实现难分解两性金属矿物的高效转化, 基于此进一步提出了碱性介质电化学活性氧协同强化新方法。 利用紫外-可见光光谱和电子自旋共振波谱等手段对电催化体系活性氧的生成与转化机理进行了系统解析。 通过阴极电催化的作用, 在电极表面定向进行两电子氧气还原反应, 原位产生大量的活性氧组分。 研究发现过渡金属离子与两电子氧气还原产物HO-2之间的“自诱发”效应, 可生成具有更高氧化活性的羟基自由基, 大幅促进两性金属转化过程, 实现了碱性介质电化学高级氧化过程。 利用紫外-可见光光谱检测到电化学体系活性氧催化氧化低价两性金属氧化物(Cr2O3和V2O3)的转化过程。 与此同时, 根据标准自由能变化的热力学数据计算可知, V2O3比Cr2O3更易在活性氧存在的条件下发生溶出反应。 采用电子自旋共振波谱(ESR)对电催化体系内的羟基自由基进行检测, 结果表明由V2O3引发的电化学-类Fenton反应激发产生的羟基自由基ESR信号比Cr2O3信号强。 利用猝灭剂实验验证了具有高氧化电位的羟基自由基可以对两性金属液相氧化起到促进作用。 该研究为碱性介质电化学矿物溶出实际反应提供理论参考。
活性氧 电催化 碱性介质 电子自旋共振 羟基自由基 Reactive oxygen species Electrocatalysis Alkaline media Electron spin resonance Hydroxyl radical 光谱学与光谱分析
2018, 38(7): 2044
1 中国人民解放军63892部队, 河南 洛阳 471003
2 中国科学院物理研究所固态量子信息与计算实验室, 北京 100790
金刚石中单个氮空位中心的电子自旋在激光辐射下能够发出近红外的光致荧光,增加微波辐射可以对其进行量子调控,是室温条件下实现量子计算机的主要介质之一。本文利用激光共聚焦扫描显微系统观测到了金刚石晶体中氮空位中心的荧光二维扫描图,并通过二次相关函数测量验证了氮空位中心是单光子源。改变微波辐射频率得到了电子自旋共振谱,从而实现了对单个氮空位中心的量子调控。利用设计的可控静磁场研究了氮空位中心在不同磁场方向和大小时的光致荧光特性和自旋共振峰。实验结果表明两个电子自旋共振峰间的频率间距与静磁场的旋转角度成余弦函数关系,与理论分析结果一致。
金刚石 氮空位中心 量子调控 电子自旋共振 diamond nitrogen vacancy center quantum manipulation electron spin resonance
安徽师范大学原子与分子物理研究所, 安徽 芜湖 241000
利用时间分辨电子自旋共振(TR-ESR)方法,研究了稳定自由基TEMPO和生物 抗氧化剂维生素C(VC)对萘醌(NQ)激发三重态NQ的猝灭机理和猝灭动力学。光解NQ/EG体系, NQ从EG上 抽氢生成萘醌中性自由基NQH 和乙二醇碳自由基CHH(OH)。当体系中加入稳定自由基TEMPO时, TEMPO对NQ 有明显的猝灭作用,猝灭速率常数为 Lmols。 对于NQ/VC/EG-HO溶液, NQ 不仅可以从EG上夺氢,还从VC上夺氢,VC对NQ 也有明显的猝灭作用,猝灭速率常数为 Lmols。TEMPO和VC对NQ 的猝灭反应都受扩散控制。
光谱 萘醌 维生素C 时间分辨电子自旋共振 spectroscopy 1 4-naphthoquinone TEMPO TEMPO vitamin C time resolution electron spin resonance
1 天津大学化工学院, 天津300072
2 中国科学院过程工程研究所, 绿色过程与工程重点实验室, 北京100190
3 鞍山钢铁股份有限公司化工总厂, 辽宁 鞍山114021
利用光谱学和波谱学手段研究HRP-NADH-O2/H2O2体系中自由基生成机理及HRP状态的变化, 并应用该酶体系对有机污染物氯苯进行初步处理研究。 紫外可见光谱表明酶-辅酶体系在过氧化氢的氧化下, 产生了强氧化性的化合物Ⅲ, 说明可能产生羟基自由基。 分别选用DMPO和POBN两种自由基捕获剂, 通过电子自旋顺振(EPR)检测到HRP+NADH体系在O2和H2O2存在下产生超氧阴离子自由基(O-2·)和羟自由基(·OH)。 在开始10 min内过氧化物酶主要以化合物Ⅲ形式存在, 随后转化为HRP, 同时检测出较高浓度的·OH。 O2存在条件下产生·OH浓度大约是单独H2O2存在条件下的4倍。 超氧化物歧化酶(SOD Zn-Cu)在HRP+NADH+O2体系中能消除由NADH还原O2产生的O-2·从而抑制·OH生成。 HRP+NADH体系相对于传统酶法处理能提高20%左右的酶活力, 说明酶-辅酶体系能够提高酚类化合物的去除效率。 实验条件下HRP+NADH+H2O2和HRP+NADH+H2O2+O2体系对于非酚类污染物氯苯的去除率分别到达了24.6%和48.2%, 远高于传统酶法的1.42%, 突破了传统酶处理只能处理酚类污染物的局限性。
羟基自由基 辣根过氧化物酶 辅酶 电子自旋共振 废水处理 Hydroxyl radical Horseradish peroxidase Coenzyme EPR Wastewater treatment 光谱学与光谱分析
2010, 30(11): 3119
1 杭州浙江大学信息与电子工程系, 杭州 310027
2 杭州浙江大学现代光学仪器国家重点实验室, 杭州 310027
研究了Ge:SiO2光敏缺陷的特性,分别在488 nm Ar离子激光与193 nm ArF准分子激光作用下,由紫外吸收带、激光荧光的测量实验及电子自旋共振实验,发现光纤中5.1 eV锗缺陷吸收带实际上是由5.06 eV可光致漂白带与5.17 eV不可漂白带组成;295 nm的激发荧光与5.06 eV的缺氧锗缺陷对应,随5.06 eV缺陷吸收带的漂白而衰减;而395 nm的激发荧光与5.17 eV的缺陷有关,随紫外光作用荧光强度保持为常数;提出了这两种缺陷的结构模型,讨论了吸收带漂白与曝光剂量的关系以及缺陷在不同激光照射下的光敏作用。
光敏缺陷 吸收带 荧光 电子自旋共振 光致漂白
中国科学院上海光学机械精密研究所, 上海 201800
Ti:Al2O3晶体中的顺磁中心Ti3+由于强烈的晶格自旋耦合而使其电子自旋共振(ESR)吸收只有在液氦温度附近才能看到。本实验在液氮温度附近(93 K)记录到由许多强的吸收峰迭加于Ti3+宽吸收线所组成的电子自旋共振谱。这些强吸收峰被认为是Al2O3基质中的Fe3+,Mn2+,Cr3+,Mo3+,Fe2+,Co2+等杂质的共振吸收及Ti2+3A2g基态的双量子跃迁造成的。
Ti:Al2O3晶体 电子自旋共振
上海复旦大学物理系分析测试中心, 上海 200433
本文应用激光诱导ESR波谱法研究酞菁类光敏剂的光动力反应动力学过程,对几种酞菁的单重态氧(~1O_2)相对量子产额进行了测定比较。
酞菁 单重态氧 电子自旋共振(ESR)
