Detail předmětu

Úvod do magnetické rezonance se zaměřením na EPR: experimenty, aplikace a vedení praktika

CEITEC VUT-DS124AAk. rok: 2020/2021

Doporučená nebo povinná literatura

Peter Atkins – Physical Chemistry (11th edition, Oxford University Press)
James Keeler – Understanding NMR spectroscopy (Wiley, also free online)
John A. Weil and James R. Bolton – Electron Paramagnetic Resonance: Elementary Theory and Practical Applications (Wiley)
Arthur Schweiger and Gurnnar Jeschke – Principles of pulsed electron paramagnetic resonance (Oxford University Press) (EN)
A. Abragam and B. Bleaney – Electron paramagnetic resonance of transition ions (Oxford Classic Text) (EN)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

block of lectures in one week

Jazyk výuky

angličtina

Osnovy výuky

Historie – Klíčové osoby/Experimenty
- Zeemanův jev
- Sternův-Gerlachův experiment
- První experiment EPR – Zavoisky

Motivace – dopad metody na společnost a přehled aplikací

Základní principy magnetické rezonance (Úvod ke kurzu Andriye Marka)
- Nukleární a elektronový spin
- Magnetizace a manipulace s ní
- Blochovy rovnice
- Spinový Hamiltonián – škála zkoumaných interakcí

Rozdíl mezi nukleární magnetickou rezonancí (NMR) a elektronovou paramagnetickou rezonancí (EPR či ESR)

Experimentální uspořádání
- Experimenty v magnetické doméně
- Pulsní experimenty– T1 a T2 měření, ES-EPR
- Magnetická doména vs. frekvenční doména
- Experimenty za vysokého magnetické pole

Základní příklady
- EPR na radikálech – hyperjemná interakce
- NMR of propojených vodíků – J-párování
- 2D experimenty

Principy zobrazování pomocí NMR (MRI)
- Gradienty magnetického pole
- T1 a T2 vážené obrazy

Detailní popis experimentální techniky
- RF a MW technologie, aktivní a pasivní komponenty
- Výroba výkonných MW zdrojů a MW kavit
- Výroba magnetických polí (resistivní, supravodivé, hybridní, pulsní techniky)

Detailní popis jednotlivých experimentů
- REFINE experiment
- HFEPR na jednomolekulárních magnetech – příklad Fe4
- PELDOR experimenty – deformace DNA

Současné trendy v magnetické rezonanci
- Dynamická nukleární polarizace (DNP) – zesílení NMR signálu
- Pokročilé pulsní excitace v EPR – měření vzdáleností
- Vysokofrekvenční skenování v EPR

Cíl

Obecný přehled technik založených na magnetické rezonanci : NMR a EPR, jejich aplikace, experimentální zařízení and současné trendy na tomto poli. Zaměření blíže k EPR/ESR. Přednáška může být podpořena praktickými kurzy na spektrometru X-band na CEITEC VUT (budova C)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program STIAMN doktorský

    obor AM , 1. ročník, zimní semestr, 0 kreditů, povinně volitelný
    obor ANTMT , 1. ročník, zimní semestr, 0 kreditů, povinně volitelný