Etude des bits quantiques de spin des ions Co2+ dans le ZnO par résonance paramagnétique électronique continue et impulsionnelle

I.8.2.Principe de la détection synchrone.

Le bruit est inévitable dans tout montage électronique. Mais dès qu'il s'agit d'amplifier des signaux bas niveaux, il peut poser problème. La détection synchrone permet d'extraire un signal de fréquence connue noyé dans le bruit.

L'amplificateur synchrone est simplement un voltmetre AC.le schéma du principe de fonctionnement de la détection synchrone est décrit ci-après :

Considérons un signal d'entrée de fréquence connue de la forme :

V(t)=V0 sin(wt+ö).

Prenons un signal de référence de la forme :

V_r(t)= sin(?t).

Ces deux signaux passent par suite par un multiplicateur qui donne a la sortie :

V(t).V_r(t)=V0/2.{cos[ù-?]t+ ö}-cos[ù+?]t+ ö}

Seuls les signaux détectés sont ceux qui vérifient : w= ?.et tous les autres oscillant a des fréquences différentes seront rejetés.[9]

I.9.Exploitation d'un spectre RPE en onde continue.

A partir d'un spectre RPE, on peut avoir accès aux paramètres suivants :

1/ mesure du facteur g de l'électron.

2/mesure du facteur de couplage hyperfin A. 3/mesure du facteur d'anisotropie magnétique D.

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Figure I.7 : spectre du Manganèse dans le ZnO obtenu par RPE continue.

_g

Comme indiqué sur la figure ci-dessous, les différents paramètres indiqués peuvent être mesurés de la manière suivante :

1/le facteur g : il est toujours mesuré au milieu de la transition centrale et caractérise le couplage de l'électron avec son environnement .dans le cas de l'électron isolé « g_e » est un scalaire et vaut 2.0023.dans le cas contraire « g_e » est remplacé par « g ».et est calculé a l'aide de la relation suivante :[1]

?

_{0.714477.?(MHz)}

_Brés(G)

? ? ni _gii ge ? _i

Brés : champ de résonance.

í : la fréquence des micro-ondes.

Si le couplage spin-orbite intervient, le facteur « g » sera représenté par un tenseur et ses valeurs principales prennent la forme :

.?

; i=x,y,z

g_e : le facteur g de l'électron libre.

État électronique fondamental. État électronique couplé.

L'écart en énergie entre

et

ë: la constante de couplage spin-orbite de l'élément portant le spin.

2/constante de couplage hyperfin : mesuré entre deux transitions hyperfines consécutives.

3/le facteur D : le facteur dit d'anisotropie magnétique est mesuré entre les centres de deux paquets adjacents des transitions électroniques.

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La partie

expérimentale

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