Publication

Distinction of Nuclear Spin States with the Scanning Tunneling Microscope

Harald Brune, François Patthey
2013
Journal Articles

Résumé

We demonstrate rotational excitation spectroscopy with the scanning tunneling microscope for physisorbed H-2 and its isotopes HD and D-2. The observed excitation energies are very close to the gas phase values and show the expected scaling with the moment of inertia. Since these energies are characteristic for the molecular nuclear spin states we are able to identify the para and ortho species of hydrogen and deuterium, respectively. We thereby demonstrate nuclear spin sensitivity with unprecedented spatial resolution.

Source officielle

https://infoscience.epfl.ch/entities/publication/2a269c2a-146a-4155-863a-c5e6a0da13f0

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Harald Brune, François Patthey
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Concepts associés (32)

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.

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.

Spectroscopie rotationnelle

La spectroscopie rotationnelle, de rotation ou micro-onde étudie l'absorption et l'émission d'une onde électromagnétique (habituellement dans la région micro-onde du spectre électromagnétique) par des molécules associées aux modifications correspondantes du nombre quantique de rotation de la molécule. L'utilisation de micro-ondes en spectroscopie a été rendue possible en raison principalement du développement de la technologie associée pour le radar durant la Seconde Guerre mondiale.

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Xenon Dynamic Nuclear Polarization: from Spin Dynamics to In-Vivo Applications

Assessing the electric field sensitivity measured by pixelated differential phase contrast imaging in vacuum both in the absence of external fields and under field-bound conditions

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