गतिशील परमाणु ध्रुवीकरण: Difference between revisions
No edit summary |
No edit summary |
||
| Line 123: | Line 123: | ||
तथाकथित इलेक्ट्रॉन-न्यूक्लियस [[ क्रॉस-विश्राम | क्रॉस-रिलैक्सेशन]] के रूप में होते है, जो डीएनपी घटना के लिए उत्तरदायी होते है और इस प्रकार इलेक्ट्रॉन-न्यूक्लियस [[हाइपरफाइन कपलिंग|अतिसूक्ष्म युग्मक]] के घूर्णी और अनुवादकीय मॉडुलन के कारण होता है। इस प्रक्रिया का सिद्धांत [[स्पिन (भौतिकी)|चक्रण (भौतिकी)]] [[घनत्व मैट्रिक्स]] के लिए [[वॉन न्यूमैन समीकरण]] के दूसरे क्रम के समय निर्भर [[गड़बड़ी सिद्धांत|क्षोभ सिद्धांत]] समाधान पर अनिवार्य रूप से आधारित होता है। | तथाकथित इलेक्ट्रॉन-न्यूक्लियस [[ क्रॉस-विश्राम | क्रॉस-रिलैक्सेशन]] के रूप में होते है, जो डीएनपी घटना के लिए उत्तरदायी होते है और इस प्रकार इलेक्ट्रॉन-न्यूक्लियस [[हाइपरफाइन कपलिंग|अतिसूक्ष्म युग्मक]] के घूर्णी और अनुवादकीय मॉडुलन के कारण होता है। इस प्रक्रिया का सिद्धांत [[स्पिन (भौतिकी)|चक्रण (भौतिकी)]] [[घनत्व मैट्रिक्स]] के लिए [[वॉन न्यूमैन समीकरण]] के दूसरे क्रम के समय निर्भर [[गड़बड़ी सिद्धांत|क्षोभ सिद्धांत]] समाधान पर अनिवार्य रूप से आधारित होता है। | ||
जबकि ओवरहाउसर प्रभाव समय-निर्भर इलेक्ट्रॉन-परमाणु परस्पर क्रिया पर निर्भर करता है, और शेष ध्रुवीकरण तंत्र समय स्वतंत्र इलेक्ट्रॉन परमाणु और इलेक्ट्रॉन | जबकि ओवरहाउसर प्रभाव समय-निर्भर इलेक्ट्रॉन-परमाणु परस्पर क्रिया पर निर्भर करता है, और शेष ध्रुवीकरण तंत्र समय स्वतंत्र इलेक्ट्रॉन परमाणु और इलेक्ट्रॉन परस्पर क्रिया पर निर्भर करता है। | ||
=== ठोस प्रभाव === | === ठोस प्रभाव === | ||
| Line 129: | Line 129: | ||
:<math>H_0=\omega_eS_z+\omega_{\rm n}I_z+AS_zI_z+B\ S_zI_x</math> | :<math>H_0=\omega_eS_z+\omega_{\rm n}I_z+AS_zI_z+B\ S_zI_x</math> | ||
इन शब्दों का उल्लेख क्रमशः इलेक्ट्रॉन और नाभिक जियेमैन बाह्य चुंबकीय क्षेत्र और अतिसूक्ष्म अन्योन्य क्रिया से किया जाता है। एस और आई जीमेन आधार पर इलेक्ट्रॉन और परमाणु चक्रण ऑपरेटर के रूप में होता है और इस प्रकार चक्रण {{frac|1|2}} के रूप में सरलता के लिए जाना जाता है, ω<sub>e</sub>और ω<sub>n</sub> इलेक्ट्रॉन और परमाणु लारमोर आवृत्तियों के रूप में होती है और A और B अतिसूक्ष्म | इन शब्दों का उल्लेख क्रमशः इलेक्ट्रॉन और नाभिक जियेमैन बाह्य चुंबकीय क्षेत्र और अतिसूक्ष्म अन्योन्य क्रिया से किया जाता है। एस और आई जीमेन आधार पर इलेक्ट्रॉन और परमाणु चक्रण ऑपरेटर के रूप में होता है और इस प्रकार चक्रण {{frac|1|2}} के रूप में सरलता के लिए जाना जाता है, ω<sub>e</sub>और ω<sub>n</sub> इलेक्ट्रॉन और परमाणु लारमोर आवृत्तियों के रूप में होती है और A और B अतिसूक्ष्म परस्पर क्रिया के धर्मनिरपेक्ष और छद्म-धर्मनिरपेक्ष भाग के रूप में हैं। और सरलता के लिए हम केवल |A|,|B|<<|ω<sub>n</sub> के स्थिति पर विचार करते है|। ऐसे स्थिति में ए का चक्रण प्रणाली के विकास पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है। डीएनपी के समय एक एमडब्ल्यू विकिरण आवृत्ति ω<sub>MW</sub> पर लागू किया जाता है और तीव्रता ω<sub>1</sub>, जिसके परिणामस्वरूप मिल्टनियन द्वारा दिया गया एक घूर्णन फ्रेम के रूप में होता है | ||
:<math>H=\Delta\omega_e\;S_z+\omega_{\rm n}I_z+AS_zI_z+B\ S_zI_x+\omega_1 S_x</math>कहाँ <math>\Delta\omega_e=\omega_e-\omega_{\rm MW}</math> | :<math>H=\Delta\omega_e\;S_z+\omega_{\rm n}I_z+AS_zI_z+B\ S_zI_x+\omega_1 S_x</math>कहाँ <math>\Delta\omega_e=\omega_e-\omega_{\rm MW}</math> | ||
एमडब्ल्यू विकिरण इलेक्ट्रॉन एकल क्वांटम संक्रमण अनुमत संक्रमण को उत्तेजित कर सकता है, जब ω<sub>MW</sub> ω<sub>e</sub> के नजदीक होता है, जिसके परिणामस्वरूप इलेक्ट्रॉन ध्रुवीकरण का नुकसान होता है। और इसके अतिरिक्त अतिसूक्ष्म | एमडब्ल्यू विकिरण इलेक्ट्रॉन एकल क्वांटम संक्रमण अनुमत संक्रमण को उत्तेजित कर सकता है, जब ω<sub>MW</sub> ω<sub>e</sub> के नजदीक होता है, जिसके परिणामस्वरूप इलेक्ट्रॉन ध्रुवीकरण का नुकसान होता है। और इसके अतिरिक्त अतिसूक्ष्म परस्पर क्रिया के बी शब्द के कारण होने वाले छोटे स्टेट मिश्रण के कारण होते है और इलेक्ट्रॉन-नाभिक शून्य क्वांटम या डबल क्वांटम निषिद्ध संक्रमणों पर ω के आसपास विकिरण करना संभव होता है। ''ω''<sub>MW</sub> = ''ω''<sub>e</sub> ± ''ω''<sub>n</sub>, जिसके परिणामस्वरूप इलेक्ट्रॉनों और नाभिक के बीच ध्रुवीकरण हस्तांतरण होता है। इन संक्रमणों पर प्रभावी एमडब्ल्यू विकिरण लगभग ''Bω''<sub>1</sub>/2''ω''<sub>n</sub> द्वारा दिया गया है | ||
==== स्टेटिक सैंपल केस ==== | ==== स्टेटिक सैंपल केस ==== | ||
एक इलेक्ट्रॉन-नाभिक दो-चक्रण प्रणाली की एक साधारण तस्वीर में, ठोस प्रभाव तब होता है जब इलेक्ट्रॉन-नाभिक पारस्परिक फ्लिप (शून्य क्वांटम या डबल क्वांटम कहा जाता है) से जुड़े संक्रमण विश्राम की उपस्थिति में माइक्रो तंरग विकिरण से उत्साहित होते हैं। इस तरह के संक्रमण को सामान्य रूप से कमजोर रूप से अनुमति दी जाती है, जिसका अर्थ है कि उपरोक्त माइक्रो तंरग उत्तेजना के लिए संक्रमण का क्षण इलेक्ट्रॉन-परमाणु | एक इलेक्ट्रॉन-नाभिक दो-चक्रण प्रणाली की एक साधारण तस्वीर में, ठोस प्रभाव तब होता है जब इलेक्ट्रॉन-नाभिक पारस्परिक फ्लिप (शून्य क्वांटम या डबल क्वांटम कहा जाता है) से जुड़े संक्रमण विश्राम की उपस्थिति में माइक्रो तंरग विकिरण से उत्साहित होते हैं। इस तरह के संक्रमण को सामान्य रूप से कमजोर रूप से अनुमति दी जाती है, जिसका अर्थ है कि उपरोक्त माइक्रो तंरग उत्तेजना के लिए संक्रमण का क्षण इलेक्ट्रॉन-परमाणु परस्पर क्रिया के दूसरे क्रम के प्रभाव से होता है और इस प्रकार मजबूत माइक्रो तंरग शक्ति को महत्वपूर्ण होने की आवश्यकता होती है, और इसकी तीव्रता कम हो जाती है एक बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में वृद्धि B<sub>0</sub>. परिणामस्वरुप , बी के रूप में ठोस प्रभाव के पैमाने से डीएनपी वृद्धि<sub>0</sub><sup>−2</sup> जब सभी विश्राम मापदंडों को स्थिर रखा जाता है। एक बार जब यह संक्रमण उत्तेजित हो जाता है और विश्राम कार्य कर रहा होता है, तो नाभिकीय द्विध्रुव नेटवर्क के माध्यम से बल्क नाभिक (एक एनएमआर प्रयोग में पता लगाए गए नाभिक का प्रमुख भाग) में चुंबकीयकरण फैल जाता है। | ||
यह ध्रुवीकरण तंत्र इष्टतम है जब चर्चा की गई दो-चक्रण प्रणाली में इलेक्ट्रॉन लार्मर आवृत्ति से रोमांचक माइक्रो तंरग आवृत्ति परमाणु लार्मर आवृत्ति द्वारा ऊपर या नीचे स्थानांतरित होती है। फ़्रीक्वेंसी शिफ्ट की दिशा डीएनपी एन्हांसमेंट के संकेत से मेल खाती है। | यह ध्रुवीकरण तंत्र इष्टतम है जब चर्चा की गई दो-चक्रण प्रणाली में इलेक्ट्रॉन लार्मर आवृत्ति से रोमांचक माइक्रो तंरग आवृत्ति परमाणु लार्मर आवृत्ति द्वारा ऊपर या नीचे स्थानांतरित होती है। फ़्रीक्वेंसी शिफ्ट की दिशा डीएनपी एन्हांसमेंट के संकेत से मेल खाती है। | ||
अधिकांश स्थितियों में ठोस प्रभाव उपस्थित होता है, लेकिन अधिक आसानी से देखा जाता है यदि सम्मलित अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों के ईपीआर स्पेक्ट्रम की लाइनविड्थ संबंधित नाभिक के परमाणु लार्मर आवृत्ति से कम है। | अधिकांश स्थितियों में ठोस प्रभाव उपस्थित होता है, लेकिन अधिक आसानी से देखा जाता है यदि सम्मलित अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों के ईपीआर स्पेक्ट्रम की लाइनविड्थ संबंधित नाभिक के परमाणु लार्मर आवृत्ति से कम है। | ||
| Line 157: | Line 157: | ||
==== स्टेटिक केस ==== | ==== स्टेटिक केस ==== | ||
उच्च ध्रुवीकरण के स्रोत के रूप में क्रॉस प्रभाव के लिए दो अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की आवश्यकता होती है। विशेष स्थिति के बिना, ऐसी तीन चक्रण प्रणाली केवल एक ठोस प्रभाव प्रकार का ध्रुवीकरण उत्पन्न कर सकती है। चूंकि , जब प्रत्येक इलेक्ट्रॉन की अनुनाद आवृत्ति को परमाणु लार्मर आवृत्ति से भिन्न किया जाता है, और जब दो इलेक्ट्रॉन द्विध्रुवीय युग्मित होते हैं, तो एक अन्य तंत्र होता है: क्रॉस-इफेक्ट। उस स्थिति में, डीएनपी प्रक्रिया एक अनुमत संक्रमण (एकल क्वांटम कहा जाता है) के विकिरण का परिणाम है, जिसके परिणामस्वरूप माइक्रो तंरग विकिरण की ताकत ठोस प्रभाव की तुलना में कम मांग की जाती है। व्यवहार में, जी-अनिसोट्रॉपी के साथ अनुचुंबकीय प्रजातियों के यादृच्छिक अभिविन्यास के माध्यम से सही ईपीआर आवृत्ति पृथक्करण पूरा किया जाता है। चूँकि दो इलेक्ट्रॉनों के बीच की आवृत्ति दूरी लक्षित नाभिक की लार्मर आवृत्ति के बराबर होनी चाहिए, क्रॉस- | उच्च ध्रुवीकरण के स्रोत के रूप में क्रॉस प्रभाव के लिए दो अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की आवश्यकता होती है। विशेष स्थिति के बिना, ऐसी तीन चक्रण प्रणाली केवल एक ठोस प्रभाव प्रकार का ध्रुवीकरण उत्पन्न कर सकती है। चूंकि , जब प्रत्येक इलेक्ट्रॉन की अनुनाद आवृत्ति को परमाणु लार्मर आवृत्ति से भिन्न किया जाता है, और जब दो इलेक्ट्रॉन द्विध्रुवीय युग्मित होते हैं, तो एक अन्य तंत्र होता है: क्रॉस-इफेक्ट। उस स्थिति में, डीएनपी प्रक्रिया एक अनुमत संक्रमण (एकल क्वांटम कहा जाता है) के विकिरण का परिणाम है, जिसके परिणामस्वरूप माइक्रो तंरग विकिरण की ताकत ठोस प्रभाव की तुलना में कम मांग की जाती है। व्यवहार में, जी-अनिसोट्रॉपी के साथ अनुचुंबकीय प्रजातियों के यादृच्छिक अभिविन्यास के माध्यम से सही ईपीआर आवृत्ति पृथक्करण पूरा किया जाता है। चूँकि दो इलेक्ट्रॉनों के बीच की आवृत्ति दूरी लक्षित नाभिक की लार्मर आवृत्ति के बराबर होनी चाहिए, क्रॉस-प्रभाव केवल तभी हो सकता है जब अमानवीय रूप से विस्तृत ईपीआर लाइनशेप में परमाणु लार्मर आवृत्ति की तुलना में एक लाइनविड्थ व्यापक हो। इसलिए, चूंकि यह लाइनविड्थ बाहरी चुंबकीय क्षेत्र बी के समानुपाती है<sub>0</sub>, समग्र डीएनपी दक्षता (या परमाणु ध्रुवीकरण की वृद्धि) B के रूप में होती है<sub>0</sub><sup>-1</sup>. यह तब तक सही रहता है जब तक विश्राम का समय स्थिर रहता है। सामान्यतः उच्च क्षेत्र में जाने से लंबे समय तक परमाणु विश्राम का समय होता है और यह आंशिक रूप से लाइन को चौड़ा करने में कमी की भरपाई कर सकता है। | ||
व्यवहार में, कांच के नमूने में, लार्मर आवृत्ति द्वारा भिन्न किए गए दो द्विध्रुवीय युग्मित इलेक्ट्रॉनों के होने की संभावना बहुत कम होती है। बहरहाल, यह तंत्र इतना कुशल है कि इसे प्रयोगात्मक रूप से अकेले या ठोस-प्रभाव के अतिरिक्त देखा जा सकता है।{{citation needed|date=May 2019}} | व्यवहार में, कांच के नमूने में, लार्मर आवृत्ति द्वारा भिन्न किए गए दो द्विध्रुवीय युग्मित इलेक्ट्रॉनों के होने की संभावना बहुत कम होती है। बहरहाल, यह तंत्र इतना कुशल है कि इसे प्रयोगात्मक रूप से अकेले या ठोस-प्रभाव के अतिरिक्त देखा जा सकता है।{{citation needed|date=May 2019}} | ||
====मैजिक एंगल स्पिनिंग केस==== | ====मैजिक एंगल स्पिनिंग केस==== | ||
जैसा कि स्थैतिक स्थिति | जैसा कि स्थैतिक स्थिति में होता है, क्रास प्रभाव की सामूहिक डीएनपी क्रियाविधि में समय पर निर्भर ऊर्जा स्तर के कारण गहरा परिवर्तन होता है.एक साधारण तीन स्पिन प्रणाली लेते हुए, यह प्रदर्शित किया गया है कि स्थैतिक और एमएएस स्थिति में क्रॉसक्रास प्रभाव बहुत तीव्र बहु-चरण प्रक्रिया का परिणाम है जिसमें एपीआर एकल क्वांटम संक्रमण के रूप में होता है इलेक्ट्रॉन द्विध्रुवीय एंटी-क्रॉसिंग और क्रॉस प्रभाव अपह्रासी परिस्थितियों से जुड़ी बहुत तेज मल्टी-स्टेप प्रक्रिया का परिणाम है। सबसे सरल स्थिति में एमएएस-डीएनपी तंत्र को एकल क्वांटम संक्रमण के संयोजन द्वारा की जा सकती है जिसके बाद क्रॉस-प्रभाव में अपभ्रष्टता की स्थिति आ जाती है या इलेक्ट्रानों के तिहरी विरोधी रेखन के द्वारा की जा सकती है और उसके बाद क्रास प्रभाव अपह्रासी स्थिति उत्पन्न हो सकती है, रेफरी नाम = मेंटिंक-विगियर, एफ. अकबे, यू. होवव, वाई. वेगा, एस. ओस्किनाट, एच. फ़िंटुच, ए. 2012 13–21 /<ref name=tycko12> | ||
सबसे सरल स्थिति में एमएएस-डीएनपी तंत्र को एकल क्वांटम संक्रमण के संयोजन | |||
<ref name=tycko12> | |||
{{cite journal | {{cite journal | ||
|author =Thurber, K. R. |author2=Tycko, R. | |author =Thurber, K. R. |author2=Tycko, R. | ||
| Line 173: | Line 171: | ||
|pmid=22938251 | |pmid=22938251 | ||
|issue = 8 |bibcode = 2012JChPh.137h4508T | |issue = 8 |bibcode = 2012JChPh.137h4508T | ||
|pmc = 3443114}}</ref> | |pmc = 3443114}}</ref> यह बदले में स्थिर चुंबकीय क्षेत्र पर सीई निर्भरता को नाटकीय रूप से बदल देता है जो B<sub>0</sub><sup>-1</sup> की तरह स्केल नहीं करता है और इसे ठोस प्रभाव से कहीं अधिक कुशल बनाता है।<ref name=tycko12 /> | ||
यह बदले में स्थिर चुंबकीय क्षेत्र पर सीई निर्भरता को नाटकीय रूप से बदल देता है जो | |||
=== तापीय मिश्रण === | === तापीय मिश्रण === | ||
तापीय मिश्रण इलेक्ट्रॉन चक्रण | तापीय मिश्रण इलेक्ट्रॉन चक्रण समूह और परमाणु चक्रण के बीच एक ऊर्जा विनिमय घटना के रूप में है, जिसे अति-परमाणु ध्रुवीकरण प्रदान करने के लिए कई इलेक्ट्रॉन स्पिनों का उपयोग करने के बारे में सोचा जा सकता है। ध्यान दें कि मजबूत अंतर इलेक्ट्रॉन परस्पर क्रिया के कारण इलेक्ट्रॉन चक्रण समूह समग्र रूप से कार्य करता है। और इस प्रकार मजबूत अंतःक्रियाओं में सम्मलित अनुचुंबकीय प्रजातियों के एक समान रूप से विस्तृत ईपीआर लाइनशेप की ओर ले जाती है। लिनिविड्थ को इलेक्ट्रॉनों से नाभिक में ध्रुवीकरण हस्तांतरण के लिए अनुकूलित किया जाता है, जब यह परमाणु लार्मर आवृत्ति के नजदीक होता है। अनुकूलन एक एम्बेडेड तीन-चक्रण इलेक्ट्रॉन न्यूक्लियस प्रक्रिया से संबंधित होता है, जो जीमेन परस्पर क्रिया के ऊर्जा संरक्षण के अनुसार युग्मित तीन स्पिनों को पारस्परिक रूप से फ़्लिप करता है। और इससे संबंधित ईपीआर लाइनशेप के अमानवीय घटक के कारण, इस तंत्र द्वारा डीएनपी वृद्धि B<sub>0</sub><sup>−1</sup> के रूप में होती है | ||
===डीएनपी-एनएमआर एन्हांसमेंट कर्व्स === | ===डीएनपी-एनएमआर एन्हांसमेंट कर्व्स === | ||
[[File:Dnp350-01.png|thumb|right|400px|<sup>1</sup>350 डिग्री सेल्सियस पर कई घंटों तक गर्म किए गए सेलूलोज़ चार के लिए H DNP-एनएमआर एन्हांसमेंट कर्व। पी<sub>H</sub> - 1 का सापेक्ष ध्रुवीकरण या तीव्रता है <sup>1</sup>एच सिग्नल।]]कई प्रकार की ठोस पदार्थ डीएनपी के लिए एक से अधिक तंत्र के रूप में प्रदर्शित कर सकती हैं। कुछ उदाहरण कार्बोनेसियस पदार्थ के रूप में हैं जैसे बिटुमिनस कोयला और चारकोल लकड़ी या सेलूलोज़ को उनके अपघटन बिंदु से ऊपर उच्च तापमान पर गरम किया जाता है जो एक अवशिष्ट ठोस चार छोड़ देता है। डीएनपी के तंत्र को भिन्न करने के लिए और ऐसे ठोस पदार्थों में होने वाले इलेक्ट्रॉन-परमाणु | [[File:Dnp350-01.png|thumb|right|400px|<sup>1</sup>350 डिग्री सेल्सियस पर कई घंटों तक गर्म किए गए सेलूलोज़ चार के लिए H DNP-एनएमआर एन्हांसमेंट कर्व। पी<sub>H</sub> - 1 का सापेक्ष ध्रुवीकरण या तीव्रता है <sup>1</sup>एच सिग्नल।]]कई प्रकार की ठोस पदार्थ डीएनपी के लिए एक से अधिक तंत्र के रूप में प्रदर्शित कर सकती हैं। कुछ उदाहरण कार्बोनेसियस पदार्थ के रूप में हैं जैसे बिटुमिनस कोयला और चारकोल लकड़ी या सेलूलोज़ को उनके अपघटन बिंदु से ऊपर उच्च तापमान पर गरम किया जाता है जो एक अवशिष्ट ठोस चार छोड़ देता है। डीएनपी के तंत्र को भिन्न करने के लिए और ऐसे ठोस पदार्थों में होने वाले इलेक्ट्रॉन-परमाणु परस्पर क्रिया को चिह्नित करने के लिए एक डीएनपी वृद्धि वक्र बनाया जाता है। जो एनएमआर [[मुक्त प्रेरण क्षय]] की अधिकतम तीव्रता को मापकर एक विशिष्ट वृद्धि वक्र प्राप्त किया जाता है। <sup>1</sup>H नाभिक के उदाहरण के लिए माइक्रो तंरग आवृत्ति ऑफ़सेट के एक फलन के रूप में निरंतर माइक्रो तंरग विकिरण की उपस्थिति में होता है। | ||
कार्बोनेसियस पदार्थ जैसे सेल्युलोज चार में बड़ी संख्या में स्थिर मुक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं जो बड़े [[पॉलीसाइक्लिक सुगंधित हाइड्रोकार्बन]] के रूप में होते हैं। ऐसे इलेक्ट्रॉन प्रोटॉन स्पिन-डिफ्यूजन के माध्यम से होकर आसपास के प्रोटॉन को बड़े ध्रुवीकरण संवर्द्धन के रूप में दे सकते हैं और यदि वे एक साथ इतने नजदीक नहीं हैं कि इलेक्ट्रॉन-परमाणु द्विध्रुवीय अन्योन्य क्रिया से परे प्रोटॉन अनुनाद को विस्तृत नहीं करता है। और इस प्रकार छोटे पृथक समूहों के लिए मुक्त इलेक्ट्रॉन स्थिर रूप में होते हैं और ठोस-अवस्था संवर्द्धन (एसएस) में वृद्धि करते हैं। अधिकतम प्रोटॉन सॉलिड-स्टेट एन्हांसमेंट ω ≈ ω<sub>e</sub> के माइक्रो तंरग ऑफसेट पर देखा जाता है और इस प्रकार ± ω<sub>H</sub>, जहां ω<sub>e</sub> और ω<sub>H</sub> क्रमशः इलेक्ट्रॉन और परमाणु लार्मर की आवृत्तियाँ क्रमशः है। बड़े और अधिक सघन रूप से केंद्रित गुणों समूहों के लिए मुक्त इलेक्ट्रॉन तेजी से [[विनिमय बातचीत|विनिमय]] परस्पर क्रिया से गुजर सकते हैं। ये इलेक्ट्रॉन ω<sub>e</sub> - ω<sub>H</sub> = 0.के माइक्रो तंरग ऑफ़सेट पर केंद्रित एक ओवरहॉज़र एन्हांसमेंट को जन्म देते हैं और सेल्युलोज चार भी तापीय मिश्रण प्रभाव (टीएम) से गुजरने वाले इलेक्ट्रॉनों को प्रदर्शित करता है। जबकि इस वृद्धि वक्र से किसी पदार्थ में इलेक्ट्रॉन-परमाणु चक्रण पारस्परिक क्रिया के प्रकारों को प्रकट करता है, लेकिन यह मात्रात्मक नहीं है और विभिन्न प्रकार के नाभिकों के सापेक्षिक बहुतायत को वक्र से सीधे निर्धारित नहीं किया जा सकता है।<ref>{{Cite journal | कार्बोनेसियस पदार्थ जैसे सेल्युलोज चार में बड़ी संख्या में स्थिर मुक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं जो बड़े [[पॉलीसाइक्लिक सुगंधित हाइड्रोकार्बन]] के रूप में होते हैं। ऐसे इलेक्ट्रॉन प्रोटॉन स्पिन-डिफ्यूजन के माध्यम से होकर आसपास के प्रोटॉन को बड़े ध्रुवीकरण संवर्द्धन के रूप में दे सकते हैं और यदि वे एक साथ इतने नजदीक नहीं हैं कि इलेक्ट्रॉन-परमाणु द्विध्रुवीय अन्योन्य क्रिया से परे प्रोटॉन अनुनाद को विस्तृत नहीं करता है। और इस प्रकार छोटे पृथक समूहों के लिए मुक्त इलेक्ट्रॉन स्थिर रूप में होते हैं और ठोस-अवस्था संवर्द्धन (एसएस) में वृद्धि करते हैं। अधिकतम प्रोटॉन सॉलिड-स्टेट एन्हांसमेंट ω ≈ ω<sub>e</sub> के माइक्रो तंरग ऑफसेट पर देखा जाता है और इस प्रकार ± ω<sub>H</sub>, जहां ω<sub>e</sub> और ω<sub>H</sub> क्रमशः इलेक्ट्रॉन और परमाणु लार्मर की आवृत्तियाँ क्रमशः है। बड़े और अधिक सघन रूप से केंद्रित गुणों समूहों के लिए मुक्त इलेक्ट्रॉन तेजी से [[विनिमय बातचीत|विनिमय]] परस्पर क्रिया से गुजर सकते हैं। ये इलेक्ट्रॉन ω<sub>e</sub> - ω<sub>H</sub> = 0.के माइक्रो तंरग ऑफ़सेट पर केंद्रित एक ओवरहॉज़र एन्हांसमेंट को जन्म देते हैं और सेल्युलोज चार भी तापीय मिश्रण प्रभाव (टीएम) से गुजरने वाले इलेक्ट्रॉनों को प्रदर्शित करता है। जबकि इस वृद्धि वक्र से किसी पदार्थ में इलेक्ट्रॉन-परमाणु चक्रण पारस्परिक क्रिया के प्रकारों को प्रकट करता है, लेकिन यह मात्रात्मक नहीं है और विभिन्न प्रकार के नाभिकों के सापेक्षिक बहुतायत को वक्र से सीधे निर्धारित नहीं किया जा सकता है।<ref>{{Cite journal | ||
Revision as of 00:43, 24 April 2023
गतिशील परमाणु ध्रुवीकरण (डीएनपी) का परिणाम इलेक्ट्रॉनों से नाभिक तक प्रचक्रण ध्रुवीकरण के रूप में होता है और इस प्रकार इलेक्ट्रॉनों से नाभिक में स्थानांतरित करने के परिणामस्वरूप होता है, जिससे परमाणु इलेक्ट्रान चक्रण को उस सीमा तक संरेखित करता है और इस प्रकार इलेक्ट्रॉन चक्रण संरेखित रूप में होते हैं। ध्यान दें कि किसी दिए गए चुंबकीय क्षेत्र और तापमान पर इलेक्ट्रॉन के संरेखण को तापीय संतुलन के अनुसार बोल्ट्ज़मैन वितरण द्वारा वर्णित किया गया है।[1][2][3] यह भी संभव है कि इलेक्ट्रॉनों को इलेक्ट्रॉन चक्रण क्रम की अन्य तैयारी द्वारा उच्च स्तर तक संरेखित किया जाता है। जैसे रासायनिक प्रतिक्रियाओं रासायनिक-प्रेरित डीएनपी, सीआईडीएनपी के लिए अग्रणी रूप में होती है ऑप्टिकल पंपिंग और चक्रण इंजेक्शन द्वारा उच्च स्तर के क्रम में संरेखित किया जाता है। डीएनपी को अति ध्रुवीकरण (भौतिकी) के लिए कई प्रद्यौगिकीय में से एक माना जाता है। ठोस पदार्थों में विकिरण क्षति से उत्पन्न अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों का उपयोग करके डीएनपी को भी प्रेरित किया जा सकता है।[4][5]
जब इलेक्ट्रॉन चक्रण ध्रुवीकरण अपने तापीय संतुलन मूल्य से विचलित हो जाता है तो इलेक्ट्रानों और नाभिक के बीच ध्रुवीकरण का स्थानांतरण इलेक्ट्रोनिक नाभिकीय क्रास रिलैक्सेशन और चक्रण स्टेट मिश्रण के माध्यम से इलेक्ट्रानों और नाभिक घटकों के मिश्रण के जरिए सहज रूप से किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, समापघटन (रसायन विज्ञान) रासायनिक प्रतिक्रिया के बाद ध्रुवीकरण स्थानांतरण सहज रूप में होता है। दूसरी ओर जब इलेक्ट्रॉन चक्रण प्रणाली एक तापीय संतुलन के रूप में होती है, तो ध्रुवीकरण हस्तांतरण के लिए संबंधित इलेक्ट्रॉन अनुचुंबकीय अनुनाद (ईपीआर) आवृत्ति के नजदीक आवृत्ति पर निरंतर माइक्रो तंरग विकिरण की आवश्यकता होती है। और इस प्रकार विशेष रूप से माइक्रो तंरग चालित डीएनपी प्रक्रियाओं के तंत्र को ओवरहॉज़र प्रभाव (ओइ) ठोस-प्रभाव (एसइ), क्रॉस-प्रभाव (सीई) और तापीय -मिक्सिंग (TM) में वर्गीकृत किया जाता है।
पहला डीएनपी प्रयोग 1950 के दशक की शुरुआत में कम चुंबकीय क्षेत्रों में किया गया था[6][7] लेकिन अभी वर्तमान तक यह प्रद्यौगिकीय उच्च आवृत्ति, उच्च-क्षेत्र एनएमआर स्पेक्ट्रम विज्ञान के लिए सीमित प्रयोज्यता के रूप में थी, क्योंकि उपयुक्त आवृत्ति पर काम करने वाले माइक्रो तंरग या टेराहर्ट्ज़ स्रोतों की कमी के रूप में आयी थी। आज ऐसे स्रोत टर्नकी उपकरणों के रूप में उपलब्ध होते है, जो डीएनपी को विशेष रूप से उच्च-रिज़ॉल्यूशन ठोस-स्टेट एनएमआर स्पेक्ट्रम विज्ञान द्वारा संरचना निर्धारण के क्षेत्र में एक मूल्यवान और अनिवार्य विधि के रूप में होते है।[8][9][10]
तंत्र
ओवरहाउसर प्रभाव
डीएनपी को पहली बार ओवरहाउसर प्रभाव की अवधारणा का उपयोग करके किया जाता है, जो कि धातुओं और मुक्त कणों में पाये जाने वाले परमाणु चक्रण स्तर की समूह में होने वाले क्षोभ के कारण होता है जब इलेक्ट्रॉन चक्रण संक्रमण माइक्रो तंरग विकिरण से संतृप्त होता है। यह प्रभाव एक इलेक्ट्रॉन और एक नाभिक के बीच प्रसंभाव्य पारस्परिक अंतःक्रिया पर निर्भर करता है। 'और इस प्रकार आरंभ में गतिशील का उद्देश्य इस ध्रुवीकरण हस्तांतरण प्रक्रिया में समय पर निर्भर करता है तथा यादृच्छिक अन्योन्य क्रिया को अरक्षित किया था।
1953 में अल्बर्ट ओवरहॉजर द्वारा सैद्धांतिक रूप से डीएनपी घटना की भविष्यवाणी की गई थी[11] और आरंभ में नॉर्मन रैमसे, फेलिक्स बलोच तथा उस समय के अन्य विख्यात भौतिकीविदों ने इस प्रकार ऊष्मागतिक रूप से असंभावित होने के आधार पर कुछ आलोचना की थी। कार्वर और चार्ल्स पेंस स्लिचटर द्वारा प्रायोगिक पुष्टि की थी[12] राम्से के ऊपर ऊपर की और ऊपर की ओर एक क्षमाप्रार्थी पत्र के द्वारा प्रयोगात्मक पुष्टि और एक ही साल में दोनों ओवरहॉसर पर पहुंच गए।[13]
तथाकथित इलेक्ट्रॉन-न्यूक्लियस क्रॉस-रिलैक्सेशन के रूप में होते है, जो डीएनपी घटना के लिए उत्तरदायी होते है और इस प्रकार इलेक्ट्रॉन-न्यूक्लियस अतिसूक्ष्म युग्मक के घूर्णी और अनुवादकीय मॉडुलन के कारण होता है। इस प्रक्रिया का सिद्धांत चक्रण (भौतिकी) घनत्व मैट्रिक्स के लिए वॉन न्यूमैन समीकरण के दूसरे क्रम के समय निर्भर क्षोभ सिद्धांत समाधान पर अनिवार्य रूप से आधारित होता है।
जबकि ओवरहाउसर प्रभाव समय-निर्भर इलेक्ट्रॉन-परमाणु परस्पर क्रिया पर निर्भर करता है, और शेष ध्रुवीकरण तंत्र समय स्वतंत्र इलेक्ट्रॉन परमाणु और इलेक्ट्रॉन परस्पर क्रिया पर निर्भर करता है।
ठोस प्रभाव
एसई डीएनपी तंत्र को प्रदर्शित करने वाली सबसे सरल चक्रण प्रणाली एक इलेक्ट्रॉन-नाभिक चक्रण की जोड़ी होती है। प्रणाली के हैमिल्टनियन को इस प्रकार लिखा जा सकता है,
इन शब्दों का उल्लेख क्रमशः इलेक्ट्रॉन और नाभिक जियेमैन बाह्य चुंबकीय क्षेत्र और अतिसूक्ष्म अन्योन्य क्रिया से किया जाता है। एस और आई जीमेन आधार पर इलेक्ट्रॉन और परमाणु चक्रण ऑपरेटर के रूप में होता है और इस प्रकार चक्रण 1⁄2 के रूप में सरलता के लिए जाना जाता है, ωeऔर ωn इलेक्ट्रॉन और परमाणु लारमोर आवृत्तियों के रूप में होती है और A और B अतिसूक्ष्म परस्पर क्रिया के धर्मनिरपेक्ष और छद्म-धर्मनिरपेक्ष भाग के रूप में हैं। और सरलता के लिए हम केवल |A|,|B|<<|ωn के स्थिति पर विचार करते है|। ऐसे स्थिति में ए का चक्रण प्रणाली के विकास पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है। डीएनपी के समय एक एमडब्ल्यू विकिरण आवृत्ति ωMW पर लागू किया जाता है और तीव्रता ω1, जिसके परिणामस्वरूप मिल्टनियन द्वारा दिया गया एक घूर्णन फ्रेम के रूप में होता है
- कहाँ
एमडब्ल्यू विकिरण इलेक्ट्रॉन एकल क्वांटम संक्रमण अनुमत संक्रमण को उत्तेजित कर सकता है, जब ωMW ωe के नजदीक होता है, जिसके परिणामस्वरूप इलेक्ट्रॉन ध्रुवीकरण का नुकसान होता है। और इसके अतिरिक्त अतिसूक्ष्म परस्पर क्रिया के बी शब्द के कारण होने वाले छोटे स्टेट मिश्रण के कारण होते है और इलेक्ट्रॉन-नाभिक शून्य क्वांटम या डबल क्वांटम निषिद्ध संक्रमणों पर ω के आसपास विकिरण करना संभव होता है। ωMW = ωe ± ωn, जिसके परिणामस्वरूप इलेक्ट्रॉनों और नाभिक के बीच ध्रुवीकरण हस्तांतरण होता है। इन संक्रमणों पर प्रभावी एमडब्ल्यू विकिरण लगभग Bω1/2ωn द्वारा दिया गया है
स्टेटिक सैंपल केस
एक इलेक्ट्रॉन-नाभिक दो-चक्रण प्रणाली की एक साधारण तस्वीर में, ठोस प्रभाव तब होता है जब इलेक्ट्रॉन-नाभिक पारस्परिक फ्लिप (शून्य क्वांटम या डबल क्वांटम कहा जाता है) से जुड़े संक्रमण विश्राम की उपस्थिति में माइक्रो तंरग विकिरण से उत्साहित होते हैं। इस तरह के संक्रमण को सामान्य रूप से कमजोर रूप से अनुमति दी जाती है, जिसका अर्थ है कि उपरोक्त माइक्रो तंरग उत्तेजना के लिए संक्रमण का क्षण इलेक्ट्रॉन-परमाणु परस्पर क्रिया के दूसरे क्रम के प्रभाव से होता है और इस प्रकार मजबूत माइक्रो तंरग शक्ति को महत्वपूर्ण होने की आवश्यकता होती है, और इसकी तीव्रता कम हो जाती है एक बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में वृद्धि B0. परिणामस्वरुप , बी के रूप में ठोस प्रभाव के पैमाने से डीएनपी वृद्धि0−2 जब सभी विश्राम मापदंडों को स्थिर रखा जाता है। एक बार जब यह संक्रमण उत्तेजित हो जाता है और विश्राम कार्य कर रहा होता है, तो नाभिकीय द्विध्रुव नेटवर्क के माध्यम से बल्क नाभिक (एक एनएमआर प्रयोग में पता लगाए गए नाभिक का प्रमुख भाग) में चुंबकीयकरण फैल जाता है। यह ध्रुवीकरण तंत्र इष्टतम है जब चर्चा की गई दो-चक्रण प्रणाली में इलेक्ट्रॉन लार्मर आवृत्ति से रोमांचक माइक्रो तंरग आवृत्ति परमाणु लार्मर आवृत्ति द्वारा ऊपर या नीचे स्थानांतरित होती है। फ़्रीक्वेंसी शिफ्ट की दिशा डीएनपी एन्हांसमेंट के संकेत से मेल खाती है। अधिकांश स्थितियों में ठोस प्रभाव उपस्थित होता है, लेकिन अधिक आसानी से देखा जाता है यदि सम्मलित अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों के ईपीआर स्पेक्ट्रम की लाइनविड्थ संबंधित नाभिक के परमाणु लार्मर आवृत्ति से कम है।
मैजिक एंगल स्पिनिंग केस
मैजिक एंगल स्पिनिंग डीएनपी (एमएएस-डीएनपी) के स्थिति में, तंत्र भिन्न है लेकिन इसे समझने के लिए, दो चक्रण प्रणाली का अभी भी उपयोग किया जा सकता है। नाभिक की ध्रुवीकरण प्रक्रिया अभी भी तब होती है जब माइक्रो तंरग विकिरण डबल क्वांटम या शून्य क्वांटम संक्रमण को उत्तेजित करता है, लेकिन इस तथ्य के कारण कि नमूना कताई कर रहा है, यह स्थिति केवल प्रत्येक रोटर चक्र पर थोड़े समय के लिए मिलती है (जो इसे आवधिक बनाती है) ). उस स्थिति में डीएनपी प्रक्रिया चरणबद्ध तरीके से होती है और स्थैतिक स्थिति की तरह लगातार नहीं होती है। 13–21 >Mentink-Vigier, F.; Akbey, U.; Hovav, Y.; Vega, S.; Oschkinat, H.; Feintuch, A. (2012). "घूर्णन ठोस पर तेजी से मार्ग गतिशील परमाणु ध्रुवीकरण". J. Mag. Reson. 224: 13–21. Bibcode:2012JMagR.224...13M. doi:10.1016/j.jmr.2012.08.013. PMID 23000976.</ref>
क्रॉस इफेक्ट
स्टेटिक केस
उच्च ध्रुवीकरण के स्रोत के रूप में क्रॉस प्रभाव के लिए दो अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की आवश्यकता होती है। विशेष स्थिति के बिना, ऐसी तीन चक्रण प्रणाली केवल एक ठोस प्रभाव प्रकार का ध्रुवीकरण उत्पन्न कर सकती है। चूंकि , जब प्रत्येक इलेक्ट्रॉन की अनुनाद आवृत्ति को परमाणु लार्मर आवृत्ति से भिन्न किया जाता है, और जब दो इलेक्ट्रॉन द्विध्रुवीय युग्मित होते हैं, तो एक अन्य तंत्र होता है: क्रॉस-इफेक्ट। उस स्थिति में, डीएनपी प्रक्रिया एक अनुमत संक्रमण (एकल क्वांटम कहा जाता है) के विकिरण का परिणाम है, जिसके परिणामस्वरूप माइक्रो तंरग विकिरण की ताकत ठोस प्रभाव की तुलना में कम मांग की जाती है। व्यवहार में, जी-अनिसोट्रॉपी के साथ अनुचुंबकीय प्रजातियों के यादृच्छिक अभिविन्यास के माध्यम से सही ईपीआर आवृत्ति पृथक्करण पूरा किया जाता है। चूँकि दो इलेक्ट्रॉनों के बीच की आवृत्ति दूरी लक्षित नाभिक की लार्मर आवृत्ति के बराबर होनी चाहिए, क्रॉस-प्रभाव केवल तभी हो सकता है जब अमानवीय रूप से विस्तृत ईपीआर लाइनशेप में परमाणु लार्मर आवृत्ति की तुलना में एक लाइनविड्थ व्यापक हो। इसलिए, चूंकि यह लाइनविड्थ बाहरी चुंबकीय क्षेत्र बी के समानुपाती है0, समग्र डीएनपी दक्षता (या परमाणु ध्रुवीकरण की वृद्धि) B के रूप में होती है0-1. यह तब तक सही रहता है जब तक विश्राम का समय स्थिर रहता है। सामान्यतः उच्च क्षेत्र में जाने से लंबे समय तक परमाणु विश्राम का समय होता है और यह आंशिक रूप से लाइन को चौड़ा करने में कमी की भरपाई कर सकता है। व्यवहार में, कांच के नमूने में, लार्मर आवृत्ति द्वारा भिन्न किए गए दो द्विध्रुवीय युग्मित इलेक्ट्रॉनों के होने की संभावना बहुत कम होती है। बहरहाल, यह तंत्र इतना कुशल है कि इसे प्रयोगात्मक रूप से अकेले या ठोस-प्रभाव के अतिरिक्त देखा जा सकता है।[citation needed]
मैजिक एंगल स्पिनिंग केस
जैसा कि स्थैतिक स्थिति में होता है, क्रास प्रभाव की सामूहिक डीएनपी क्रियाविधि में समय पर निर्भर ऊर्जा स्तर के कारण गहरा परिवर्तन होता है.एक साधारण तीन स्पिन प्रणाली लेते हुए, यह प्रदर्शित किया गया है कि स्थैतिक और एमएएस स्थिति में क्रॉसक्रास प्रभाव बहुत तीव्र बहु-चरण प्रक्रिया का परिणाम है जिसमें एपीआर एकल क्वांटम संक्रमण के रूप में होता है इलेक्ट्रॉन द्विध्रुवीय एंटी-क्रॉसिंग और क्रॉस प्रभाव अपह्रासी परिस्थितियों से जुड़ी बहुत तेज मल्टी-स्टेप प्रक्रिया का परिणाम है। सबसे सरल स्थिति में एमएएस-डीएनपी तंत्र को एकल क्वांटम संक्रमण के संयोजन द्वारा की जा सकती है जिसके बाद क्रॉस-प्रभाव में अपभ्रष्टता की स्थिति आ जाती है या इलेक्ट्रानों के तिहरी विरोधी रेखन के द्वारा की जा सकती है और उसके बाद क्रास प्रभाव अपह्रासी स्थिति उत्पन्न हो सकती है, रेफरी नाम = मेंटिंक-विगियर, एफ. अकबे, यू. होवव, वाई. वेगा, एस. ओस्किनाट, एच. फ़िंटुच, ए. 2012 13–21 /[14] यह बदले में स्थिर चुंबकीय क्षेत्र पर सीई निर्भरता को नाटकीय रूप से बदल देता है जो B0-1 की तरह स्केल नहीं करता है और इसे ठोस प्रभाव से कहीं अधिक कुशल बनाता है।[14]
तापीय मिश्रण
तापीय मिश्रण इलेक्ट्रॉन चक्रण समूह और परमाणु चक्रण के बीच एक ऊर्जा विनिमय घटना के रूप में है, जिसे अति-परमाणु ध्रुवीकरण प्रदान करने के लिए कई इलेक्ट्रॉन स्पिनों का उपयोग करने के बारे में सोचा जा सकता है। ध्यान दें कि मजबूत अंतर इलेक्ट्रॉन परस्पर क्रिया के कारण इलेक्ट्रॉन चक्रण समूह समग्र रूप से कार्य करता है। और इस प्रकार मजबूत अंतःक्रियाओं में सम्मलित अनुचुंबकीय प्रजातियों के एक समान रूप से विस्तृत ईपीआर लाइनशेप की ओर ले जाती है। लिनिविड्थ को इलेक्ट्रॉनों से नाभिक में ध्रुवीकरण हस्तांतरण के लिए अनुकूलित किया जाता है, जब यह परमाणु लार्मर आवृत्ति के नजदीक होता है। अनुकूलन एक एम्बेडेड तीन-चक्रण इलेक्ट्रॉन न्यूक्लियस प्रक्रिया से संबंधित होता है, जो जीमेन परस्पर क्रिया के ऊर्जा संरक्षण के अनुसार युग्मित तीन स्पिनों को पारस्परिक रूप से फ़्लिप करता है। और इससे संबंधित ईपीआर लाइनशेप के अमानवीय घटक के कारण, इस तंत्र द्वारा डीएनपी वृद्धि B0−1 के रूप में होती है
डीएनपी-एनएमआर एन्हांसमेंट कर्व्स
कई प्रकार की ठोस पदार्थ डीएनपी के लिए एक से अधिक तंत्र के रूप में प्रदर्शित कर सकती हैं। कुछ उदाहरण कार्बोनेसियस पदार्थ के रूप में हैं जैसे बिटुमिनस कोयला और चारकोल लकड़ी या सेलूलोज़ को उनके अपघटन बिंदु से ऊपर उच्च तापमान पर गरम किया जाता है जो एक अवशिष्ट ठोस चार छोड़ देता है। डीएनपी के तंत्र को भिन्न करने के लिए और ऐसे ठोस पदार्थों में होने वाले इलेक्ट्रॉन-परमाणु परस्पर क्रिया को चिह्नित करने के लिए एक डीएनपी वृद्धि वक्र बनाया जाता है। जो एनएमआर मुक्त प्रेरण क्षय की अधिकतम तीव्रता को मापकर एक विशिष्ट वृद्धि वक्र प्राप्त किया जाता है। 1H नाभिक के उदाहरण के लिए माइक्रो तंरग आवृत्ति ऑफ़सेट के एक फलन के रूप में निरंतर माइक्रो तंरग विकिरण की उपस्थिति में होता है।
कार्बोनेसियस पदार्थ जैसे सेल्युलोज चार में बड़ी संख्या में स्थिर मुक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं जो बड़े पॉलीसाइक्लिक सुगंधित हाइड्रोकार्बन के रूप में होते हैं। ऐसे इलेक्ट्रॉन प्रोटॉन स्पिन-डिफ्यूजन के माध्यम से होकर आसपास के प्रोटॉन को बड़े ध्रुवीकरण संवर्द्धन के रूप में दे सकते हैं और यदि वे एक साथ इतने नजदीक नहीं हैं कि इलेक्ट्रॉन-परमाणु द्विध्रुवीय अन्योन्य क्रिया से परे प्रोटॉन अनुनाद को विस्तृत नहीं करता है। और इस प्रकार छोटे पृथक समूहों के लिए मुक्त इलेक्ट्रॉन स्थिर रूप में होते हैं और ठोस-अवस्था संवर्द्धन (एसएस) में वृद्धि करते हैं। अधिकतम प्रोटॉन सॉलिड-स्टेट एन्हांसमेंट ω ≈ ωe के माइक्रो तंरग ऑफसेट पर देखा जाता है और इस प्रकार ± ωH, जहां ωe और ωH क्रमशः इलेक्ट्रॉन और परमाणु लार्मर की आवृत्तियाँ क्रमशः है। बड़े और अधिक सघन रूप से केंद्रित गुणों समूहों के लिए मुक्त इलेक्ट्रॉन तेजी से विनिमय परस्पर क्रिया से गुजर सकते हैं। ये इलेक्ट्रॉन ωe - ωH = 0.के माइक्रो तंरग ऑफ़सेट पर केंद्रित एक ओवरहॉज़र एन्हांसमेंट को जन्म देते हैं और सेल्युलोज चार भी तापीय मिश्रण प्रभाव (टीएम) से गुजरने वाले इलेक्ट्रॉनों को प्रदर्शित करता है। जबकि इस वृद्धि वक्र से किसी पदार्थ में इलेक्ट्रॉन-परमाणु चक्रण पारस्परिक क्रिया के प्रकारों को प्रकट करता है, लेकिन यह मात्रात्मक नहीं है और विभिन्न प्रकार के नाभिकों के सापेक्षिक बहुतायत को वक्र से सीधे निर्धारित नहीं किया जा सकता है।[15]
डीएनपी-एनएमआर
डीएनपी को परमाणु चुंबकीय अनुनाद संकेतों को बढ़ाने के लिए किया जा सकता है, लेकिन यह एक अंतर्निहित स्थानिक निर्भरता को भी प्रस्तुत करता है और इस प्रकार विकिरणित इलेक्ट्रॉनों के पास चुंबकीय वर्धन होता है और पूरे क्षेत्र में फैल जाता है। और स्थानिक चयनात्मकता अंततः चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) प्रद्यौगिकीय का उपयोग करके प्राप्त की जा सकती है, जिससे कि नमूने में उनके स्थान के आधार पर समान भागों से संकेतों को भिन्न किया जा सके।[16][17] डीएनपी ने एनएमआर समुदाय में उत्साह उत्पन्न किया है क्योंकि यह ठोस अवस्था परमाणु चुंबकीय अनुनाद सॉलिड-स्टेट एनएमआर में संवेदनशीलता को बढ़ा सकता है। डीएनपी में एक बड़े इलेक्ट्रॉनिक चक्रण ध्रुवीकरण को माइक्रो तंरग स्रोत का उपयोग करके परमाणु चक्रण पर स्थानांतरित किया जाता है। ठोस पदार्थों के लिए दो मुख्य रूप में डीएनपी दृष्टिकोण होते है। यदि पदार्थ में उपयुक्त अयुग्मित इलेक्ट्रॉन नहीं होते हैं, तो बहिर्जात डीएनपी लागू किया जाता है, जो पदार्थ को एक विशेष मूल तत्व के सलूशन से संक्रांत किया जाता है। जब संभावित अंतर्जात डीएनपी संक्रमण धातु आयनों धातु आयन गतिशील परमाणु ध्रुवीकरण एमआईडीएनपी या चालन इलेक्ट्रॉनों में इलेक्ट्रॉनों का उपयोग करके किया जाता है। प्रयोगों को सामान्यतः मैजिक एंगल स्पिनिंग के साथ कम तापमान पर करने की आवश्यकता होती है। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि डीएनपी केवल पूर्व स्थान पर किया गया था क्योंकि सामान्यतः इलेक्ट्रॉनिक छूट को कम करने के लिए कम तापमान की आवश्यकता होती है।[18]
संदर्भ
- ↑ Goldman, Maurice (1970). स्पिन तापमान और ठोस पदार्थों में परमाणु चुंबकीय अनुनाद. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-851251-6.
- ↑ A. Abragam; M. Goldman (1976). "Principles of Dynamic Nuclear Polarization". Reports on Progress in Physics. 41 (3): 395–467. Bibcode:1978RPPh...41..395A. doi:10.1088/0034-4885/41/3/002. S2CID 250855406.
- ↑ J. Puebla; E.A. Chekhovich; M. Hopkinson; P. Senellart; A. Lemaitre; M.S. Skolnick; A.I. Tartakovskii (2013). "Dynamic nuclear polarization in InGaAs/GaAs and GaAs/AlGaAs quantum dots under non-resonant ultra-low power optical excitation". Phys. Rev. B. 88 (4): 9. arXiv:1306.0469. Bibcode:2013PhRvB..88d5306P. doi:10.1103/PhysRevB.88.045306. S2CID 76658845.
- ↑ Solem, J. C.; Rebka Jr., G. A. (1968). "EPR of atoms and radicals in radiation-damaged H2 and HD". Physical Review Letters. 21 (1): 19. Bibcode:1968PhRvL..21...19S. doi:10.1103/PhysRevLett.21.19.
- ↑ Solem, J. C. (1974). "ठोस ड्यूटेरियम हाइड्राइड में प्रोटॉन और ड्यूटेरॉन का गतिशील ध्रुवीकरण". Nuclear Instruments and Methods. 117 (2): 477–485. Bibcode:1974NucIM.117..477S. doi:10.1016/0029-554X(74)90294-8.
- ↑ T.R. Carver; C.P. Slichter (1953). "Polarization of Nuclear Spins in Metals". Physical Review. 92 (1): 212–213. Bibcode:1953PhRv...92..212C. doi:10.1103/PhysRev.92.212.2.
- ↑ T.R. Carver; C.P. Slichter (1956). "Experimental Verification of the Overhauser Nuclear Polarization Effect". Physical Review. 102 (4): 975–980. Bibcode:1956PhRv..102..975C. doi:10.1103/PhysRev.102.975.
- ↑ T. Maly; G.T. Debelouchina; V.S. Bajaj; K.-N. Hu; C.G. Joo; M.L. Mak-Jurkauskas; J.R. Sirigiri; P.C.A. van der Wel; J. Herzfeld; R.J. Temkin; R.G. Griffin (2008). "Dynamic Nuclear Polarization at High Magnetic Fields". The Journal of Chemical Physics. 128 (5): 052211–19. Bibcode:2008JChPh.128e2211M. doi:10.1063/1.2833582. PMC 2770872. PMID 18266416.
- ↑ A.B. Barnes; G. De Paëpe; P.C.A. van der Wel; K.-N. Hu; C.G. Joo; V.S. Bajaj; M.L. Mak-Jurkauskas; J.R. Sirigiri; J. Herzfeld; R.J. Temkin; R.G. Griffin (2008). "High-Field Dynamic Nuclear Polarization for Solid and Solution Biological NMR". Applied Magnetic Resonance. 34 (3–4): 237–263. doi:10.1007/s00723-008-0129-1. PMC 2634864. PMID 19194532.
- ↑ Akbey, U.; Linden, A. H. & Oschkinat, H. (May 2012). "High-Temperature Dynamic Nuclear Polarization Enhanced Magic-Angle-Spinning NMR". Appl. Magn. Reson. 43 (1–2): 81–90. doi:10.1007/s00723-012-0357-2. ISSN 0937-9347. S2CID 254087348.
- ↑ Overhauser, A.W. (1953). "Polarization of Nuclei in Metals". Phys. Rev. 92 (2): 411–415. Bibcode:1953PhRv...92..411O. doi:10.1103/PhysRev.92.411.
- ↑ Carver, T.R.; Slichter, C.P. (1953). "Polarization of Nuclear Spins in Metals". Phys. Rev. 92 (1): 212–213. Bibcode:1953PhRv...92..212C. doi:10.1103/PhysRev.92.212.2.
- ↑ Purdue University Obituary of Albert W. Overhauser Archived 2006-01-09 at the Wayback Machine
- ↑ 14.0 14.1 Thurber, K. R.; Tycko, R. (2012). "Theory for cross effect dynamic nuclear polarization under magic-angle spinning in solid state nuclear magnetic resonance: the importance of level crossings". J. Chem. Phys. 137 (8): 084508. Bibcode:2012JChPh.137h4508T. doi:10.1063/1.4747449. PMC 3443114. PMID 22938251.
- ↑ Wind, R.A.; Li, L.; Maciel, G.E.; Wooten, J.B. (1993). "Characterization of Electron Spin Exchange Interactions in Cellulose Chars by Means of ESR, 1H NMR, and Dynamic Nuclear Polarization". Applied Magnetic Resonance. 5 (2): 161–176. doi:10.1007/BF03162519. ISSN 0937-9347. S2CID 96672106.
- ↑ Moroz, Ilia B.; Leskes, Michal (1 July 2022). "सामग्री अनुसंधान के लिए गतिशील परमाणु ध्रुवीकरण ठोस-राज्य एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी". Annual Review of Materials Research (in English). 52 (1): 25–55. doi:10.1146/annurev-matsci-081720-085634. ISSN 1531-7331.
- ↑ Bagheri, Khashayar; Deschamps, Michael; Salager, Elodie (1 April 2023). "रिचार्जेबल बैटरी में इंटरफेस के लिए परमाणु चुंबकीय अनुनाद". Current Opinion in Colloid & Interface Science (in English). 64: 101675. doi:10.1016/j.cocis.2022.101675. ISSN 1359-0294. S2CID 255364390.
- ↑ Bagheri, Khashayar; Deschamps, Michael; Salager, Elodie (1 April 2023). "रिचार्जेबल बैटरी में इंटरफेस के लिए परमाणु चुंबकीय अनुनाद". Current Opinion in Colloid & Interface Science (in English). 64: 101675. doi:10.1016/j.cocis.2022.101675. ISSN 1359-0294. S2CID 255364390.
अग्रिम पठन
लेखों की समीक्षा करें
- Ni, Qing Zhe; Daviso E; Can TV; Markhasin E; Jawla SK; Swager TM; Temkin RJ; Herzfeld J; Griffin RG (2013). "उच्च आवृत्ति गतिशील परमाणु ध्रुवीकरण". Accounts of Chemical Research. 46 (9): 1933–41. doi:10.1021/ar300348n. PMC 3778063. PMID 23597038.
- Sze, Kong Hung; Wu, Qinglin; Tse, Ho Sum; Zhu, Guang (2011). "Dynamic Nuclear Polarization: New Methodology and Applications". प्रोटीन और छोटे जैव-अणुओं का एनएमआर. Topics in Current Chemistry. Vol. 326. pp. 215–42. doi:10.1007/128_2011_297. ISBN 978-3-642-28916-3. PMID 22057860.
- Miéville, Pascal; Jannin, Sami; Helm, Lothar; Bodenhausen, Geoffrey (2011). "गतिशील परमाणु ध्रुवीकरण द्वारा संवर्धित असंवेदनशील नाभिक का एनएमआर". Chimia International Journal for Chemistry. 65 (4): 260–263. doi:10.2533/chimia.2011.260. PMID 28982406.
- Günther, Ulrich L. (2011). "Dynamic Nuclear Hyperpolarization in Liquids". आधुनिक एनएमआर पद्धति. Topics in Current Chemistry. Vol. 335. pp. 23–69. doi:10.1007/128_2011_229. ISBN 978-3-642-37990-1. PMID 22025060.
- Atsarkin, V A (2011). "गतिशील परमाणु ध्रुवीकरण: कल, आज और कल". Journal of Physics: Conference Series. 324 (1): 012003. Bibcode:2011JPhCS.324a2003A. doi:10.1088/1742-6596/324/1/012003.
- Lingwood, Mark D.; Han, Songi (2011). समाधान-राज्य गतिशील परमाणु ध्रुवीकरण. Annual Reports on NMR Spectroscopy. Vol. 73. p. 83. doi:10.1016/B978-0-08-097074-5.00003-7. ISBN 978-0-08-097074-5.
- Maly, Thorsten; Debelouchina, Galia T.; Bajaj, Vikram S.; Hu, Kan-Nian; Joo, Chan-Gyu; Mak–Jurkauskas, Melody L.; Sirigiri, Jagadishwar R.; Van Der Wel, Patrick C. A.; et al. (2008). "उच्च चुंबकीय क्षेत्रों में गतिशील परमाणु ध्रुवीकरण". The Journal of Chemical Physics. 128 (5): 052211. Bibcode:2008JChPh.128e2211M. doi:10.1063/1.2833582. PMC 2770872. PMID 18266416.
- Kemsley, Jyllian (2008). "संवेदनशील एनएमआर". Chemical & Engineering News. 86 (43): 12–15. doi:10.1021/cen-v086n043.p012.
- Barnes, A. B.; De Paëpe, G.; Van Der Wel, P. C. A.; Hu, K.-N.; Joo, C.-G.; Bajaj, V. S.; Mak-Jurkauskas, M. L.; Sirigiri, J. R.; et al. (2008). "सॉलिड एंड सॉल्यूशन बायोलॉजिकल एनएमआर के लिए हाई-फील्ड डायनेमिक न्यूक्लियर पोलराइजेशन". Applied Magnetic Resonance. 34 (3–4): 237–263. doi:10.1007/s00723-008-0129-1. PMC 2634864. PMID 19194532.
- Abragam, A; Goldman, M (1978). "गतिशील परमाणु ध्रुवीकरण के सिद्धांत". Reports on Progress in Physics. 41 (3): 395. Bibcode:1978RPPh...41..395A. doi:10.1088/0034-4885/41/3/002. S2CID 250855406.
- Goertz, S.T. (2004). "गतिशील परमाणु ध्रुवीकरण प्रक्रिया". Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 526 (1–2): 28–42. Bibcode:2004NIMPA.526...28G. doi:10.1016/j.nima.2004.03.147.
- Atsarkin, V A (1978). "ठोस डाइलेक्ट्रिक्स में नाभिक का गतिशील ध्रुवीकरण". Soviet Physics Uspekhi. 21 (9): 725–745. Bibcode:1978SvPhU..21..725A. doi:10.1070/PU1978v021n09ABEH005678.
- Wind, R.A.; Duijvestijn, M.J.; Van Der Lugt, C.; Manenschijn, A.; Vriend, J. (1985). "ठोस पदार्थों में 13C NMR में गतिशील परमाणु ध्रुवीकरण के अनुप्रयोग". Progress in Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy. 17: 33–67. doi:10.1016/0079-6565(85)80005-4.
- Kuhn, Lars T.; et al., eds. (2013). एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी में हाइपरपोलराइजेशन के तरीके. Berlin: Springer. ISBN 978-3-642-39728-8.
किताबें
- कार्सन जेफ़रीज़, डायनेमिक नाभिकीय ओरिएंटेशन, न्यूयॉर्क, इंटरसाइंस पब्लिशर्स, 1963
- अनातोले अब्रागम और मौरिस गोल्डमैन, परमाणु चुंबकत्व: आदेश और विकार, न्यूयॉर्क: ऑक्सफोर्ड यूनिवर्सिटी प्रेस, 1982
- टॉम वेनकेबैक, एसेंशियल्स ऑफ़ डायनामिक नाभिकीय पोलराइज़ेशन, स्पिंड्रिफ्ट प्रकाशन, नीदरलैंड, 2016
विशेष मुद्दे
- डायनेमिक नाभिकीय पोलराइजेशन: न्यू एक्सपेरिमेंटल एंड मेथोडोलॉजी एप्रोच एंड एप्लीकेशन इन फिजिक्स, केमिस्ट्री, बायोलॉजी एंड मेडिसिन, Appl। मैग्न। रेसन।, 2008. 34(3-4)
- उच्च क्षेत्र गतिशील परमाणु ध्रुवीकरण - पुनर्जागरण, भौतिकी। रसायन। रसायन। भौतिकी।, 2010। 12 (22)
ब्लॉग्स
- डीएनपी-एनएमआर ब्लॉग (लिंक)
श्रेणी:रासायनिक भौतिकी
श्रेणी:परमाणु चुंबकीय अनुनाद
