I.4. Description générale d'un
spectromètre.
Figure I.3 : schéma descriptif d'un
spectromètre de résonance paramagnétique
électronique. On voit sur la figure ci-dessus que le
spectromètre est composé principalement de :
1-une source de radiations
micro-ondes et un
détecteur se trouvant dans une boite
qui s'appelle « le pont micro-ondes ».
2-une cavité micro-onde a
l'intérieur de laquelle se place l'échantillon à
étudier ; celle-ci permet d'établir une onde stationnaire du
champ magnétique micro-onde dont l'amplitude B1 est maximale en son
centre, la où est placé l'échantillon. [3]
3-un électroaimant qui
sert à produire un champ magnétique B0
homogène au centre de la cavité.
4-bobines de modulation : servent à
moduler le champ statique B0 crée par
l'électroaimant.
5-circulateur micro-onde :
il faut que le détecteur voit les radiations
réfléchies de la cavité mais pas celles venant directement
de la source micro-onde. [3]
I.5. Enregistrement d'un spectre RPE.
Les spectromètres RPE mesurent le changement de la
quantité de radiations micro-onde réfléchies provenant de
la cavité résonante dû aux transitions RPE. [3]
Lors d'une transition RPE, la variation de la quantité de
radiations réfléchies se traduit au niveau du détecteur
par une variation de courant électrique (voir schéma suivant).
I.5.1.Exemple d'un spectre RPE.
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Figure I.4 : spectre d'absorption micro-onde
d'un échantillon étalon.
Le détecteur délivre le signal d'absorption S(B0)
en absence de modulation. Si on ajoute au champ
magnétique B0 délivré par
l'électroaimant, un petit champ magnétique
Bm(t), S(B0) devient : S( B0+ bm
cos(2ðímt)).
Dans la mesure où bm est petit, on peut
écrire :
S( B0+ bm
cos(2ðímt))S(B0)+S'(B0). bm. cos(2
ðímt).[4]
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On voit sur cette dernière relation que la
détection synchrone du signal RPE à ím ne
prélève que la dérivée S'(B0) du signal
d'absorption micro-onde ; on voit aussi sur cette relation que le signal
prélevé est directement proportionnel à bm,
l'amplitude de modulation du champ statique.
Figure I.5 : spectre de RPE continu :
dérivée du signal d'absorption résultant de la modulation
du champ statique et de la détection synchrone à la
fréquence de modulation ím
.
I.6. La RPE en onde continue.
Comme je l'ai souligné auparavant, la RPE est un moyen
d'investigation des systèmes paramagnétiques, et le but de
l'étude de ces derniers est de pouvoir identifier l'Hamiltonien des
espèces chacune dans son environnement.
L'Hamiltonien dans sa forme la plus complète contient les
termes suivants :
H=uB.B0.g.S-uN.gN.B0.
I+S.D.S+S.A.I
+I.Q.I
Dans le cas où les orbitales électroniques se
chevauchent, on ajoute le terme d'interaction de Heisenberg :
S1.J.S2.
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