测量原理

核磁共振是以原子核为直接测量对象。所测量的元素必须具有核自旋(I>0)。在脉冲强磁场下原子核自旋产生能级分裂，通过施加特定频率的射频脉冲激发原子核自旋产生能级跃迁，进而得到共振信号。详细测量原理参见介绍书籍“The principles of nuclear magnetism”，A. Abragam, Oxford at the clarendon presss  (1961)。                                            

                                图1 NMR测量原理图

测量条件

磁场强度：0-60T

测量精度：脉冲序列控制精度不低于100ns，化学/奈特位移测量精度不低于100-1000ppm

样品形貌：粉末、单晶

样品尺寸：mm量级

                      图2 脉冲场核磁共振实验样品装配图

典型数据

脉冲强磁场是目前可控产生非破坏性45T以上强磁场的唯一途径。将脉冲强磁场与核磁共振装置有机结合，可以改变材料的基态，驱动量子相变或量子临界点，也可以测量脉冲强磁场下固体材料的奈特(化学)位移、核四极矩频率、自旋弛豫率，有助于解决诸如高温超导机理、重费米子材料的量子临界点、量子自旋系统的基态和相变等前沿科学问题。图3显示了⁹³Nb在22T强磁场下自旋回波信号。

    图3 ⁹³Nb在22T、231MHz的NMR自旋回波[IEEE Trans. Instrum. Meas. 72, 6004309, (2023)]

相关文献

1. Phys. Rev. X 9, 021044 (2019), Y. Luo, et al. 

2. Matter Radiat. Extremes 6, 024201 (2021),Q. Liu, et al. 

3. IEEE Trans. Instrum. Meas. 72, 6004109, (2023), W. Wei, et al. 

联系人

罗永康(Email: mpzslyk#hust.edu.cn，#换成@)