Название(я): Моделирование спектра электронного парамагнитного резонанса ванадия в стекле
Номер в каталоге:
Основной предмет (школа): физика
Область знания (ВУЗ): радиоспектроскопия неупорядоченных твердых тел, легированных примесями парамагнитных ионов или подвергнутых гамма –излучению или имплантации различных атомов.
Актуальность: Стекло является широко распространенным материалом во многих областях науки и техники. Оно предоставляет широкие возможности при разработке новых стекол с заранее заданными свойствами, которые находят применение, например, в оптоэлектронике, при создании стекол с защитными поверхностями от электромагнитного излучения, при создании стекол, устойчивых к радиоактивному излучению и пригодных для захоронения радиоактивных отходов.
Новизна: литературное и экспериментальное ознакомление с вопросами поведения поверхности стекол, имплантированных различными парамагнитными ионами, при их взаимодействии с электромагнитным излучением.
Цель: Разработка методов компьютерного моделирования сложных спектров ЭПР в стеклах для случаев анизотропных спектров со сверхтонкой структурой, спектров с широкими резонансными линиями, а также при суперпозиции спектров от нескольких типов парамагнитных центров.
Экспериментальные подходы: Регистрация спектров ЭПР, их оцифровка и определение параметров ЭПР с помощью моделирования теоретических спектров.
Методические подходы: Основные методы проведенного исследования - электронный парамагнитный резонанс и компьютерное моделирование спектров ЭПР. Особенность метода ЭПР – его применимость к парамагнитным ионам и точечным дефектам. Дополнительно привлекались зависимости значений резонансного поля от магнитного квантового числа mI и угловые зависимости поля.
Требующиеся нестандартные реактивы и ресурсы: Формула для резонансного поля в приближении второго порядка малости, угловые зависимости g – фактора и ширины резонансной линии.
Освоение школьником теоретического материала: Метод электронного парамагнитного резонанса для парамагнитных ионов группы железа. Типы угловых зависимостей ширины резонансной линии и g – фактора. Гауссова и Лоренцева формы резонансных линий.
Навыки, получаемые школьником: Освоение работы на спектрометре ЭПР, моделирование простейших изотропных и анизотропных спектров гауссовой и лоренцовой линий.
Предшествующий материал по школьной программе: Отдельные главы атомной физики, основы моделирования.
Роль учителя: общее руководство проектом, консультации при моделировании изотропных гауссовых и лоренцевых линий поглощения и простейших анизотропных линий ЭПР и их производных.
Возможная помощь тьюторов: обеспечение образцами стекол с примесями парамагнитных центров или парамагнитных ионов, консультативная помощь, обеспечение специальной литературой по ЭПР, допуск к современному спектрометру ЭПР и системам записи сигнала поглощения.
Техника безопасности: техника безопасности при работе в школьной лаборатории
Примечания: Можно удачно разделить сложные спектры ЭПР на составляющие от неэквивалентных парамагнитных центров, возникающих в образцах при введении двух парамагнитных ионов или при радиационном облучении.
