Paramagnetische Relaxation in radikaldotierten Festkörpern

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In Streuexperimenten der Teilchenphysik werden zur Bestimmung spinabhängiger Observablen polarisierte Festkörpertargtes eingesetzt. Dabei wird mit Hilfe der dynamischen Kernspinpolarisation (DNP), die hohe Polarisation paramagnetischer Elektronen, auf das System der Kernspins übertragen. Neben der ESR-Linienbreite spielt auch die Spin-Gitter-Relaxationszeit der paramagnetischen Elektronen eine entscheidende Rolle für die Effizienz des Polarisationsprozesses. Zur Bestimmung dieser Relaxationszeiten wird eine Messmethode vorgestellt, die auf Kernspinresonanz-Messungen (NMR) basiert und daher optimal unter DNP-Bedingungen genutzt werden kann. Damit wurden erstmals systematische Messungen der elektronischen Relaxationszeit in polarisierten Targetmaterialien unter Polarisationsbedingungen durchgeführt. In TEMPO- und Trityl-dotierten Butanol-Proben konnte der Autor eine von der Vorhersage des direkten Prozesses abweichende Temperatur- und Konzentrationsabhängigkeit finden. Messungen an Lithiumdeuterid geben Hinweise auf ungewöhnlich lange Relaxationszeiten der durch Elektronenbestrahlung erzeugten F-Zentren.