Numéro
J. Phys. France
Volume 36, Numéro 9, septembre 1975
Page(s) 859 - 875
DOI https://doi.org/10.1051/jphys:01975003609085900
J. Phys. France 36, 859-875 (1975)
DOI: 10.1051/jphys:01975003609085900

Polarisation dynamique dans un système de heisenberg unidimensionnel, le tanol

Y. Barjhoux, J.-P. Boucher, F. Devreux, F. Ferrieu et M. Nechtschein

Section de Résonance Magnétique, Département de Recherche Fondamentale, Centre d'Etudes Nucléaires de Grenoble, BP 85, Centre de Tri, 38041 Grenoble Cedex, France


Abstract
Overhauser experiments were performed on single crystals of the nitroxyde free radical TANOL. The enhancement of the nuclear polarisation is strongly anisotropic. For some orientations of the crystal in the magnetic field, enhanced signals of complex shape are observed. The experimental results are interpreted with a model including 10 nuclear réservoirs, connected to each other by cross-relaxation terms and connected to the electronic spins by hyperfine couplings. A quantitative agreement is obtained for the global nuclear polarization enhancement for the different orientations. It is shown that one can induce a situation where polarizations of opposite signs coexist within the same molecule. The unidimensionality of exchange interactions in TANOL plays a crucial role. When account is taken of the pair-correlations between two electronic spins of the same exchange chain, one can establish that the previously unknown direction of these chains is along the c axis.


Résumé
On a effectué des expériences d'effet Overhauser sur un monocristal du radical libre nitroxyde TANOL. L'augmentation de la polarisation nucléaire est fortement anisotrope. Pour certaines orientations du cristal dans le champ magnétique on observe des signaux polarisés de forme complexe. Ces faits expérimentaux sont interprétés à l'aide d'un modèle qui considère 10 réservoirs nucléaires, connectés entre eux par les termes de cross-relaxation nucléaire, et couplés aux spins électroniques par les interactions hyperfines. Un accord quantitatif est obtenu pour l'augmentation globale de la polarisation nucléaire aux différentes orientations. Il est montré que l'on peut créer une situation où des polarisations de signes opposés coexistent au sein d'une même molécule. Le caractère unidimensionnel des interactions d'échange dans le TANOL joue un rôle très important. En tenant compte des corrélations électroniques croisées entre deux spins appartenant à la même chaîne d'échange, on établit que la direction de ces chaînes, qui était jusqu'alors inconnue, est suivant l'axe c.

PACS
7510J - Quantized spin models.
7670D - Electron-nuclear double resonance (ENDOR), electron double resonance (ELDOR).

Key words
free radicals -- Heisenberg model -- organic compounds -- Overhauser effect