Development and Characterization of Ceramic Inserts Used in Metallic Resonators of EPR Spectrometers to Increase Their Sensitivity
Loading...
Date
2021
Authors
Lemishko, Serhii
Vorona, Igor
Golovina, Iryna
Yukhymchuk, Volodymyr
Okulov, Sergey
Nosenko, Valentyna
Solopan, Serhii
Belous, Anatolii
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Cylindrical dielectric inserts for a standard EPR spectrometer with a metallic resonator have been developed on the basis of doped barium tetratitanate ceramics (BaTi4O9 + 8.5% ZnO) with the dielectric constant e = 36 and low dielectric losses (tan б ≈ 1.887 × 10−4) in a frequency interval of 9–10 GHz. It was found that the application of such dielectric inserts allows the EPR signal to be amplified owing to the redistribution of the microwave field in a standard rectangular TE102 resonator. The amplification is observed for both unsaturated samples and samples characterized by the saturation of the EPR signals. A gain factor of 9 was obtained for unsaturated test MnCl2 samples, and 1.5 for saturated test MgO : Mn ones.
На основi керамiки легованого тетратитанату барiю (BaTi4O9+ 8,5% ZnO) з дiеле-ктричною сталою휀=36 i низькими дiелектричними втратами (tg훿≈1,887·10−4)у дiапазонi частот 9–10 ГГц розроблено дiелектричнi вставки цилiндричної форми тапевних розмiрiв в стандартний металевий ЕПР спектрометр. Встановлено, що їх ви-користання дозволяє пiдсилити сигнал ЕПР за рахунок перерозподiлу НВЧ поля все-рединi стандартного прямокутного ТЕ102резонатора як у випадку зразкiв, що не на-сичуються, так i зразкiв, для яких характерне насичення сигналiв ЕПР. Зокрема, длятестових зразкiв MnCl2, що не насичуються, отримано пiдсилення в 9 разiв, а длятестових зразкiв, що насичуються (MgO : Mn), приблизно в 1,5 рази.
На основi керамiки легованого тетратитанату барiю (BaTi4O9+ 8,5% ZnO) з дiеле-ктричною сталою휀=36 i низькими дiелектричними втратами (tg훿≈1,887·10−4)у дiапазонi частот 9–10 ГГц розроблено дiелектричнi вставки цилiндричної форми тапевних розмiрiв в стандартний металевий ЕПР спектрометр. Встановлено, що їх ви-користання дозволяє пiдсилити сигнал ЕПР за рахунок перерозподiлу НВЧ поля все-рединi стандартного прямокутного ТЕ102резонатора як у випадку зразкiв, що не на-сичуються, так i зразкiв, для яких характерне насичення сигналiв ЕПР. Зокрема, длятестових зразкiв MnCl2, що не насичуються, отримано пiдсилення в 9 разiв, а длятестових зразкiв, що насичуються (MgO : Mn), приблизно в 1,5 рази.
Description
Keywords
EPR spectroscopy, dielectric resonators, EPR sensitivity, barium tetratitanate, article, ЕПР спектроскопiя, дiелектричнi резонатори, чутливiсть ЕПР, тетра-титанат барiю
Citation
Development and characterizationof ceramic inserts used in metallicresonators of EPR spectrometersto increase their sensitivity / S. V. Lemishko, I. P. Vorona, I. S. Golovina, V. O. Yukhymchuk, S. M. Okulov, V. V. Nosenko, S. O. Solopan, A. G. Belous // Ukrainian journal of physics. - 2021. - Vol. 66, No. 6. - P. 497-502. - https://doi.org/10.15407/ujpe66.6.497