Original title: Vývoj nového spektrometru magnetické rezonance v terahertzovém rozsahu pro výzkum dynamiky spinů
Translated title: Development of a Novel Terahertz Magnetic Resonance Spectrometer for Spin Dynamics Investigations
Authors: Sojka, Antonín ; Smith, Graham Murray (referee) ; Tseytlin, Mark (referee) ; Neugebauer, Petr (advisor)
Document type: Doctoral theses
Year: 2022
Language: eng
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. CEITEC VUT
Abstract: [eng] [cze]
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.
Keywords: držák vzorku pro EPR; Elektronová paramagnetická rezonance; elektronová spinová rezonance; EPR; ESR; HF-EPR; rychlé skenování; vysoké frekvence/pole; Electron Paramagnetic Resonance; Electron Spin Resonance; EPR; EPR sample holder; ESR; HF-EPR; High frequencies/fields; Rapid scan

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/204114

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-462130


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Doctoral theses