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자기장의 방향에 대한 에너지 상태는 Spin Operator를 통한 자기 모멘트 ESR의 원리 (3) Zeeman Effect 공명조건 ESR의 원리 (4) 공명조건 n개의 전자 ESR 공명조건식 볼츠만 분포식 ESR의 원리 (5) Lande g-factor 어떤 자기장에서 공명이 관측되는가를 나타내어주는 인자 1920년초 이상 제만 효과를 연구하던 란데 (Alfred Lande, 1888-1975) 에 의해 제안 이 모형에서는 고전역학적인 각운동량의 두 곱이 양자론적으로는 다른 식으로 나타나서 모형을 취급하는 방식 자체가 기존의 고전역학으로부터 일탈하는 심각한 문제가 대두되기 시작 실험 목표 자기장 내의 시료에 의한 고주파(high frequency wave) 공명 흡수(resonance absorpti…(생략) [공학]전자 상자성 공명의 이론과 실험[ESR실험자료. , 109개 정도의 홀전자가 존재하면 ESR 현상을 관측할 수 있다. 비파괴 검사 일반적으로 1T이상의 정자기장과 0.zip Electron Spin Resonance 전자 상자성 공명의 이론과 실험 ESR이란 일정한 자기장 내에 놓여진  ......

 

 

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Electron Spin Resonance

전자 상자성 공명의 이론과 실험

 

ESR이란

일정한 자기장 내에 놓여진 물질의 원자구조 내에 있는 짝을 이루지 못한 전자에 의해서 특정주파수의 전자기복사가 선택적 흡수되는 현상.

상자성 물질을 확인하거나 짝을 이루지 않는 전자를 알아낼 뿐 아니라 이들과 인접한 물질과의 상호작용을 확인하여 화학 결합의 특성을 조사하는 데 유용하게 이용된다.

주로 전자의 스핀정렬에 의한 상자성 효과를 이용하므로 달리 전자 상자성 공명(EPR : Electron Paramagnetic Resonance)이라고도 불린다.

 

ESR의 특징

대상이 될 수 있는 물질이 제한적

ESR 측정을 위해서는 대상물의 원자 내에 홀전자가 존재해야만 한다.

비파괴 검사

일반적으로 1T이상의 정자기장과 0.1mT이하의 마이크로파 진동 자기장을 사용 (⇒ E ≒ 10-4 eV)

고감도

NMR이나 분광법등 다른 것들에 비해 이론적으로 매우 높은 감도를 가진다.

0.1mT 의 선폭을 가진 ESR의 경우 , 109개 정도의 홀전자가 존재하면 ESR 현상을 관측할 수 있다.

 

ESR의 대상

자성체

금속

반도체

유기 Radical

홀전자를 가지며 전기적 중성

홀전자의 스핀 때문에 상자성을 띠며, 나머지 짝을 이룬 전자 스핀들은 서로 효과적으로 상쇄

그 외에도 색중심, 기체상 Radical , 무기화합물, 고분자화합물 등등의 대상이 ESR을 이용해 연구되어지고 있다.

 

ESR의 원리 (1)

전자 스핀의 자기 모멘트

 

ESR의 원리 (2)

고립전자에서의 자기 모멘트

일정한 자기장이 가해질 때, 자기장의 방향에 대한 에너지 상태는

 

Spin Operator를 통한 자기 모멘트

 

ESR의 원리 (3)

Zeeman Effect

 

공명조건

 

ESR의 원리 (4)

공명조건 n개의 전자

ESR 공명조건식

 

볼츠만 분포식

 

 

ESR의 원리 (5)

Lande g-factor

어떤 자기장에서 공명이 관측되는가를 나타내어주는 인자

1920년초 이상 제만 효과를 연구하던 란데 (Alfred Lande, 1888-1975) 에 의해 제안

이 모형에서는 고전역학적인 각운동량의 두 곱이 양자론적으로는 다른 식으로 나타나서 모형을 취급하는 방식 자체가 기존의 고전역학으로부터 일탈하는 심각한 문제가 대두되기 시작

 

 

실험 목표

자기장 내의 시료에 의한 고주파(high frequency wave) 공명 흡수(resonance absorpti…(생략)

 

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