Vývoj nového spektrometru magnetické rezonance v terahertzovém rozsahu pro výzkum dynamiky spinů

Abstract
Během posledních desetiletí zaznamenala metoda nazývaná vysokofrekvenční elektronová paramagnetická rezonance (HF-EPR) rozmach v chemii, biologii, materiálových vědách a fyzice. Přesto jsou HF-EPR spektrometry pracující na frekvencích blížící se THz ve světě vzácné. Cílem této dizertační práce bylo vyvinout nový širokopásmový EPR spektrometr schopný pracovat jak v širokém magnetickém poli tak v široké frekvenční oblasti a který by byl schopen provádět rychlé skenování frekvencí pro studium relaxačních časů. Vyvinutý spektrometr pracuje při magnetických polích 0-16 T, frekvenční rozsah od 90 do 1100 GHz a teplotní rozsahy 4 – 400 K. V práci je dále popsán návrh a vývoj šesti různých výměnných držáků vzorků s EPR měřeními, které prokázali jejich funkčnosti. Design obsahuje navíc unikátní rychloupínací přírubou pro rychlou výměnu vzorku společně s držákem vzorku. Schopnost spektrometru provádět rychlé skenování frekvence pro měření relaxačních časů je demonstrována na měření LiPc monokrystalu a vzorku DPPH rozpuštěného v toluenu.
During the last decades, the method called High Frequency/Field Electron Paramagnetic Resonance (HF-EPR) spectroscopy experienced a boom in chemistry, biology, material science, and physics. Still, HF-EPR spectrometers operating at sub-THz frequencies are mostly custom-made with non-standard solutions. The thesis aims to develop a novel broadband EPR spectrometer capable of operating in the field and frequency domain and performing frequency domain rapid scan to study relaxation times. The spectrometer operates at high magnetic fields up to 16\,T, broad frequency range from 90 to 1100 GHz, and temperature ranges of 4 –- 400\,K. Furthermore, The work describes the design and development of six different exchangeable sample holders with a proof-of functionality measurement and unique fast-loading flange for the sample holder. The capability of the spectrometer to perform Rapid Scan measurement is demonstrated in the measurements of the LiPc single crystal and the DPPH sample dissolved in toluene.
Description
Citation
SOJKA, A. Vývoj nového spektrometru magnetické rezonance v terahertzovém rozsahu pro výzkum dynamiky spinů [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. CEITEC VUT. 2022.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
Pokročilé nanotechnologie a mikrotechnologie
Comittee
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (předseda) prof. Ing. Radimír Vrba, CSc. (místopředseda) Prof. Dr. Graham Murray Smith (člen) Assoc. Prof. Dr. Mark Tseytlin (člen) Prof. RNDr. Jiří Pinkas , Ph.D. (člen) doc. Ing. Petr Drexler, Ph.D. (člen) Ing. Zenon Starčuk, CSc. (člen)
Date of acceptance
2022-04-19
Defence
Disertační práce Ing. Sojky se zabývá vývojem nového spektrometru magnetické rezonance v terahertzovém rozsahu pro výzkum dynamiky spinů. Cílem bylo vyvinout nový širokopásmový EPR spektrometr schopný pracovat jak v širokém magnetickém poli tak v široké frekvenční oblasti, který by byl schopen provádět rychlé skenování frekvencí pro studium relaxačních časů. Vyvinutý spektrometr pracuje při magnetických polích 0-16 T, frekvenční rozsah od 90 do 1100 GHz a teplotní rozsahy 4 Ű 400 K. Přínos studenta je v práci signifikantní. Stanovené cíle byly splněny jak je vidět jednak v disertaci samotné a taky v publikovaných článcích. Výsledky této práce nepochybně posunou vpřed oblast vysokofrekvenčního EPR, včetně přístrojového vybavení a aplikací. V průběhu obhajoby , která probíhala v anglickém jazyce pan Ing. Sojka odpověděl na všechny dotazy oponentů a členů komise uspokojivě a dokázal svou vysokou odbornost ve studované oblasti.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení
DOI
Collections
Citace PRO