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Résonance magnétique : équations de Bloch

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Dans cours

PHYS-745: Spin Dynamics

The course is conceived in the perspective of understanding the fundamentals of spintronics. This implies learning about magnetism at the quantum mechanical level, mechanisms for spin relaxation and spin transport, including Berry phase. Various forms of ...

Description

Cette séance de cours couvre les principes fondamentaux de la résonance magnétique, y compris la précession du spin, les équations de Bloch, la résonance du spin électronique de transmission, l'effet Overhauser, la polarisation dynamique du spin nucléaire et la démagnétisation adiabatique. Il explique le concept de précession de spin dans un champ magnétique, le cadre mathématique des équations de Bloch, et les mécanismes derrière la polarisation de spin dynamique et le refroidissement de spin. L'effet Overhauser et son amélioration de la polarisation de spin nucléaire sont également discutés, ainsi que le processus de démagnétisation adiabatique. La séance de cours explore les détails du transport de spin, du pompage de spin et de la manipulation des états de spin dans un cadre rotatif.

Enseignant·e

Jean-Philippe Ansermet

Jean-Philippe Ansermet was born March 1, 1957 in Lausanne (legal origin Vaumarcus, NE). He obtained a diploma as physics engineer of EPFL in 1980. He went on to get a PhD from the University of Illinois at Urbana-Champaign where, from 1985 to 1987, he persued as post-doc with Prof. Slichter his research on catalysis by solid state NMR studies of molecules bound to the surface of catalysts. From 1987 to 1992 he worked at the materials research center of Ciba-Geigy, on polymers for microelectronics, composites, dielectrics and organic charge transfer complexes. In March 1992, as professor of experimental physics, he developed a laboratory on the theme of nanostructured materials and turned full professor in 1995. Since 1992, he teaches classical mechanics, first to future engineering students, since 2004 to physics majors. Since 2000, he teaches thermodynamics also, to the same group of students. He offers a graduate course in spintronics, and another on spin dynamics. His research activities concern the fabrication and properties of magnetic nanostructures produced by electrodeposition. His involvement since the early days of spintronics have allowed him to gain recognition for his work on giant magnetoresistance (CPP-GMR), magnetic relaxation of single nanostructures, and was among the leading groups demonstrating magnetization reversal by spin-polarized currents. Furthermore, his group uses nuclear magnetic resonance , on the one hand as means of investigation of surfaces and electrodes, on the other hand, as a local probe of the electronic properties of complex ferromagnetic oxides.

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Concepts associés (32)

Effet Overhauser nucléaire

En spectroscopie RMN, l'effet Overhauser nucléaire décrit une interaction entre deux spins à travers l'espace et non pas à travers les liaisons chimiques comme le couplage scalaire. Cette interaction est limitée à environ 5-6 Å. En anglais, cet effet s'appelle "Nuclear Overhauser Effect", soit NOE. Cet acronyme est souvent utilisé en français sous l'expression "effet NOE". Une des conséquences de la résonance magnétique nucléaire est l'interaction dipôle-dipôle à travers l'espace.

Résonance magnétique nucléaire

vignette|175px|Spectromètre de résonance magnétique nucléaire. L'aimant de 21,2 T permet à l'hydrogène (H) de résonner à . La résonance magnétique nucléaire (RMN) est une propriété de certains noyaux atomiques possédant un spin nucléaire (par exemple H, C, O, F, P, Xe...), placés dans un champ magnétique. Lorsqu'ils sont soumis à un rayonnement électromagnétique (radiofréquence), le plus souvent appliqué sous forme d'impulsions, les noyaux atomiques peuvent absorber l'énergie du rayonnement puis la relâcher lors de la relaxation.

Spin–lattice relaxation

During nuclear magnetic resonance observations, spin–lattice relaxation is the mechanism by which the longitudinal component of the total nuclear magnetic moment vector (parallel to the constant magnetic field) exponentially relaxes from a higher energy, non-equilibrium state to thermodynamic equilibrium with its surroundings (the "lattice"). It is characterized by the spin–lattice relaxation time, a time constant known as T1.

Référentiel en rotation

Un référentiel en rotation est un cas particulier de référentiel non inertiel qui est en rotation par rapport à un référentiel inertiel. Un exemple courant d'un système de référence en rotation est la surface de la Terre. Ce référentiel permet de mesurer la vitesse et le sens de rotation en mesurant les forces fictives. Par exemple, Léon Foucault a pu démontrer la force de Coriolis résultant de la rotation de la Terre avec le pendule de Foucault. Cette animation montre le système de référence en rotation.

Précession de Larmor

thumb|150px En physique, la précession de Larmor (nommée d'après Joseph Larmor) est la précession du moment magnétique des électrons, des noyaux atomiques ou des atomes soumis à un champ magnétique. Le champ magnétique exerce un couple sur le moment magnétique, où est le couple, est le moment magnétique dipolaire, est le vecteur moment cinétique, est le champ magnétique, est le produit vectoriel, et est le rapport gyromagnétique donnant la constante de proportionnalité entre le moment magnétique et le moment angulaire.

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Description quantique de la RMN pulsée

Explore les principes quantiques derrière la spectroscopie RMN pulsée, y compris l'interaction Zeeman et la manipulation de spin par irradiation radiofréquence.

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Introduit les fondamentaux de la relaxation spin en résonance magnétique, couvrant la relaxation spin-lattice et spin-spin, et le mouvement rotationnel dans les liquides.

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