260 GHz Puls-EPR Spektrometer
Final Report Abstract
Das Prototyp-J-band EPR Spektrometer bei 260 GHz Mikrowellen-Frequenz (mit der Möglichkeit, Amplituden- und Phasen-modulierte MW Pulse zu erzeugen und besonderen Magneten mit NMR Homogenität, um langfristig auch gepulste DNP Experimente durchführen zu können) wurde in Frankfurt erfolgreich installiert und getestet. Es wurden Relaxations-Messungen an Radikalen und Metall-Komplexen, die als Agentien für die Dynamische Kernspin- Polarisation dienen, in einem Magnetfeld von 9.2 T bei unterschiedlichen Temperaturen (100-200 K) durchgeführt. Die daraus gewonnenen Elektronenspin-Relaxations-Zeiten sind für die theoretische Modellierung von Festkörper-DNP Verstärkungsfaktoren und Depolarisations-Phänomenen, die bei demselben Magnetfeld (9.2 T / 400 MHz Protonenfrequenz) unter Magic Angle Sample Spinning beobachtet wurden, wichtig. Diese Arbeiten wurden zum Teil auch in Kollaboration mit Forschergruppen aus Deutschland und Frankreich und der Emmy-Noether Forschergruppe von Herrn Dr. Corzilius durchgeführt. Dazu wurde an diesen Biradikalen auch Field-Swept EPR Spektren aufgenommen. Des Weiteren wurden an dem Gerät erste gepulste EPR Experimente zur Abstandsbestimmung zwischen paramagnetischen Molekülen durchgeführt. Dazu wird die magnetische Dipol-Dipol Wechselwirkungsstärke zwischen beiden paramagnetischen Molekülen bestimmt. Solche Experimente bei so hohen Magnetfeldern (9.2 T) besitzen zwei Vorteile: 1) Höhere spektrale Auflösung des g-Tensors von organischen Radikalen, was für orientierungsselektive Experimente verwendet werden kann. 2) Bessere spektrale Auflösung des zentralen Übergangs von halb-zahligen Hochspin- Systemen (wie Mangan oder Gadolinium). Für beide Spin-Systeme konnte gezeigt werden, dass solche Experimente durchführbar sind. Zu Punkt 1) wurde eine DNA Probe mit Trityl-Spinlabeln vermessen. Dazu wurden auch breitbandige Pump-Pulse erstmals erfolgreich bei so hohen MW-Frequenzen eingesetzt. Zu Punkt 2) wurden RIDME Experimente an einem Mangan-Mangan und Mangan-Nitroxide Biradikalen durchgeführt. Experimente zur Hyperfein-Spektroskopie wurden begonnen. Dabei handelt es sich vorwiegend um Hochspin- Übergangsmetall-Verbindungen. Durch das hohe Magnetfeld sind Kerne mit kleinem gyromagnetischen Verhältnis (14N, 31P, 13C, 17O, 2H) besser durch die Kern-Zeeman Frequenz aufgelöst und zuzuordnen. Hier wurden ENDOR und EL-DOR detected NMR Experimente begonnen.
Publications
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