The Use of Marginal Oscillator Detector with Increased Conversion Linearity for Recording Broadband Multiplet Nuclear Quadrupole Resonance Spectra

Abstract

У роботі описуються особливості вибору методики та режиму розгортки при дослідженні широкосмугових мультиплетних спектрів ядерного квадрупольного резонансу (ЯКР) із застосуванням автодинного сенсора з підвищеною лінійністю перетворення. Зокрема, розглядається робота удосконаленого сенсора у режимі розгортки за частотою при використанні: біполярної частотної модуляції із синхронним детектуванням по другій гармоніці; модуляції Зеємана із синхронним детектуванням по першій гармоніці при умові, що глибина модуляції набагато більша за ширину лінії; модуляції Зеємана із синхронним детектуванням по другій гармоніці. Велика увага приділяється експериментальним дослідженням спектрів ЯКР та орієнтаційної залежності відносної інтегральної інтенсивності їх резонансних ліній для трьох мультиплетних груп у частотному діапазоні 20,4-20,7 МГц квадрупольного переходу 115In 3/2 ↔ 5/2 в напівпровідниковій шаруватій сполуці InSe, вирощеній методом Бріджмена. Встановлено, що для отримання оптимальної амплітуди сигналу форма модулюючого поля повинна бути квадратно-прямокутною. Проведені дослідження ЯКР в InSe підтверджують складність проблеми поліморфізму в шаруватих кристалах, яка потребує подальшого дослідження із залученням різних експериментальних методик.

This paper describes the features of choosing the sweep method and mode in the study of broadband multiplet nuclear quadrupole resonance (NQR) spectra using a marginal oscillator sensor with increased conversion linearity. In particular, the work of the improved sensor in the frequency sweep mode is considered when using: bipolar frequency modulation with synchronous second harmonic detection; Zeeman modulation with synchronous first harmonic detection, provided that the modulation depth is much greater than the line width; Zeeman modulation with synchronous second harmonic detection. Much attention is paid to experimental studies of the NQR spectra and the orientation dependence of the relative integral intensity of their resonance lines for three multiplet groups in the frequency range 20.4-20.7 MHz of the 3/2 ↔ 5/2 115In quadrupole junction in a semiconductor layered InSe compound grown by the Bridgeman method. It is established that to obtain the optimal signal amplitude, the shape of the modulating field must be square-rectangular. The performed NQR studies in InSe confirm the complexity of the problem of polymorphism in layered crystals, which requires further research using various experimental techniques.