Магнитные эффекты в химических и дефектных реакциях. Иванков Ю.В - 10 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

10
1. Влияние импульсных магнитных полей на реакции радикальных пар
Ниже рассматривается возможность неравновесного перезаселения
синглетных и триплетных состояний радикальной пары в ИМП по механизму
Ландау- Зинера.
В отсутствие магнитного поля синглетное и триплетное состояния ради -
кальной пары разделены энергетическим зазором, величина которого определя -
ется обменным взаимодействием . Магнитное поле приводит к расщеплению
триплетного состояния на три составляющие (Т
-_
, Т
+
, Т
0
) за счет эффекта Зее-
мана. С увеличением напряженности магнитного поля H
z
состояния T
-
и S сбли-
жаются , а при достижении порогового значения напряженности Н
0
происходит
пересечение (квазипересечение) синглетного и триплетного термов. В результа -
те пересечения термов может происходить изменение их заселенности ,
вероятность которого определяется скоростью прохождения точки квазипере -
сечения , то есть при воздействии ИМП - скоростью изменения напряженности
поля . Результатом возникновения неравновесной заселенности триплетного со -
стояния является ослабления связи фрагментов, образующих радикальную пару
в дефектном комплексе. Согласно известной модели Ландау- Зинера, вероят-
ность перезаселения термов при двойном прохождении точки квазипересечения
( в прямом и обратном направлениях) определяется следующим образом:
[
]
)exp(1)exp(
21
ξξ constP
−
−
−
⋅
=
, (2.1)
где
21
, ξξ - параметры Месси.
При линейно меняющемся во времени ИМП параметры Месси принимают вид :
0
2
2/1
2
t
TTSS
ST
HH
t
H
ξ
−
∂
∂
−=
−−
−
h
π
, (2.2)
где -
−
=
−
THSH
ST
ˆ
, SHSH
SS
ˆ
= ,
−−
=
−−
THTH
TT
ˆ
- вероятности соответ-
ствующих интеркомбинационных переходов.
Гамильтониан задачи представляется в следующем виде :
∑∑
+
+
+⋅−
+
=
ij
jjii
SIaSIaSSJSHβgSHβ gH
21212
1
2211
ˆ
,
ˆ
ˆ
,
ˆ
ˆ
,
ˆ
2
ˆ
,
ˆ
,
ˆ
r
r
r
r
r
r
r
r
r
r
(2.3)
Здесь g
1
и g
2
- гиромагнитные факторы первого и второго электрона радикаль-
ной пары , β
≡
µ
B
- введенное для удобства обозначение магнетона Бора, J - энер-
гия обменного взаимодействия , a
i
- константа сверхтонкого взаимодействия
( СТВ),
i
I
ˆ
r
и
j
I
ˆ
r
- спиновые операторы ядер, входящих в первый и второй фраг-
                                                              10

1. В лияние импульсны х магнитн ы х полей нареакции рад икальны х пар
          Н иж е рассматривается во змо ж но сть неравно весно г           о п ерезаселения
синглетны х и трип летны х со сто я ний радикально й п ары в И М П п о механизму
Л андау-Зинера.
          В о тсутствие магнитно г  о п о ля синглетно е и трип летно е со сто я ния ради-
кально й п ары разделены энерг      етическим зазо ро м, величинако то ро го о п ределя -
ется о бменны м взаимо действием . М аг         нитно е п о ле п риво дитк расщ еп лению
трип летно г   о со сто я ния на три со ставля ю щ ие (Т-_ , Т+ , Т0 ) за счетэффекта Зее-
мана. С увеличением нап ря ж енно сти маг        нитно го п о ля Hz со сто я ния T-и S сбли-
ж аю тся , ап ри до стиж ении п о ро г  о во го значения нап ря ж енно сти Н 0 п ро исхо дит
п ересечение (квазип ересечение) синг        летно го и трип летно г  о термо в. В результа-
те п ересечения термо в мо ж ет п ро исхо дить изменение их заселенно сти,
веро я тно сть ко то ро го о п ределя ется ско ро стью п ро хо ж дения то чки квазип ере-
сечения , то есть п ри во здействии И М П - ско ро стью изменения нап ря ж енно сти
п о ля . Результато м во зникно вения неравно весно й заселенно сти трип летно го со -
сто я ния я вля ется о слабления свя зи фраг    менто в, о бразую щ их радикальную п ару
в дефектно м ко м п лексе. Со гласно известно й мо дели Л андау-Зинера, веро я т-
но стьп ерезаселения термо вп ри дво йно м п ро хо ж дении то чки квазип ересечения
(вп ря мо м и о братно м нап равления х) о п ределя ется следую щ им о бразо м :

                                   [
      P = const ⋅exp( −ξ 1 ) 1 − exp(−ξ 2 ) ,         ]                                                          (2.1)

г
де ξ1 ,ξ 2 - п араметры М есси.
П ри линейно меня ю щ емся во времени И М П п араметры М есси п ринимаю твид:
                                         2
                           H ST
                 2π
     ξ1 / 2   =−               −
                                                      ,                                                            (2.2)
                  h ∂               
                         H − HT T 
                    ∂ t  SS     − − t
                                                  0

де - H ST = S Hˆ T− , H SS = S Hˆ S , H T
г                                                                  T
                                                                         = T− Hˆ T−        - веро я тно сти со о твет-
               −                                                   − −

ствую щ их интерко мбинац ио нны х п ерехо до в.
       Гамильто ниан задачи п редставля ется вследую щ ем виде:

             r rˆ                r rˆ                         rˆ rˆ                     r rˆ                   r rˆ
Hˆ = g 1 β H , S1  + g 2 β H , S 2  − J ⋅  12 + 2 S1 , S 2   + ∑ ai  Iˆi , S1  + ∑ a j  Iˆj , S 2  (2.3)
                                                                   i                     j                    
Здесь g1 и g2 - г    иро магнитны е факто ры п ерво го и вто ро го электро нарадикаль-
но й п ары , β ≡ µB - введенно е для удо бствао бо значение маг      нето наБо ра, J - энер-
гия о бменно г     о взаимо действия , a i - ко нстанта сверхто нко го взаимо действия
         r̂     r̂
(СТ В ), I i и I j - сп ино вы е о п ерато ры я дер, вхо дя щ их в п ервы й и вто ро й фраг-

Страницы