Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005 - lamp.tugraz.at

Methoden
M12: EPR-Spektroskopie
(ESR-Spektroskopie)
Abbildung 1:
M12: EPR-Spektroskopie (ESR-Spektroskopie)
Paramagnetische Spezies (Radikale, Übergangsmetallionen
etc.) kommen im Zusammenhang
mit zahlreichen chemischen, biochemischen und
industriellen Prozessen vor. Dies können reaktive
Zwischenstufen in chemischen Synthesen, aktive
Spezies im Verlauf enzymatischer Prozesse oder
Schlüsselverbindungen für die Funktionalität nanoskopischer
Systeme wie OLEDs (Organic Light-
Emitting Diodes, organische Leuchtdioden) oder
leitender Polymere sein. Für die Optimierung und
Nutzbarmachung solcher Reaktionen und Materialien
ist es wesentlich, die Struktur der paramagnetischen
Spezies zu kennen. Dies kann sehr
vorteilhaft mittels der EPR(Electron Paramagnetic
Resonance)-Spektroskopie (oder synonym ESR,
Electron Spin Resonance) bewerkstelligt werden.
Messprinzip der EPR-Spektroskopie.
Die Methode selbst beruht darauf, dass paramagnetische
Proben in der Anwesenheit eines
Magnetfeldes elektromagnetische Strahlung absorbieren
können (Abb. 1). Das entsprechende Analysegerät,
ein EPR-Spektrometer (Abb. 2), besteht
aus einem Magnet, in dem sich der Probenraum
befindet (Hohlraumresonator), und der Quelle für
elektromagnetische Strahlung, einer Mikrowellenbrücke.
Aus einem EPR-Spektrum (Abb. 3) und der
zeitlichen Veränderung der Signale kann man die
Struktur und die Reaktivität der paramagnetischen
Spezies erforschen. (s. Abb. 4a, b).
Abbildung 2:
EPR-Spektrometer mit Magnet, darüber
die Mikrowellenbrücke und die Konsole.
Im Vordergrund sieht man noch einen
Nd-YAG-Laser, welcher zur Erzeugung
von Radikalen benutzt werden kann.
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