DE2050369A1

DE2050369A1 - Electron spin resonance microwave spectrometer

Info

Publication number: DE2050369A1
Application number: DE19702050369
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl.-Phys. Dr. 7500 Karlsruhe. P GOIn 33-16 Birkle
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-10-14
Filing date: 1970-10-14
Publication date: 1972-07-06

Description

Elektronenspinresonanz-Mikrowellenspektrometer Dio Erfindung betrifft ein rlektronenspinresonanz (ESR)-Mikrowellenspektrometer vorzugsweise zur Messung der g-Tensoren einer Probe mit einer Mikrowellenquelle, die zur Einspeisung von Mikrowellen über einen Zirkulator oder eine Mikrowellenbrucke an einen eine Probe in einem einstellbaren homogenen Magnetfeld enthaltenden Hohlraumresonator anz geschlossen ist, mXt einem an den Zirkulator oder an die Mikrowellenbrücke angeschlossenen Nachweisgerät zum Nachweis der Elektronenspinresonanz (ESR) und mit Mitteln zur Messung der Feldstärke des homogenen Magnetfeldes.Electron spin resonance microwave spectrometer Dio invention relates to an electron spin resonance (ESR) microwave spectrometer, preferably for measurement the g-tensors of a sample with a microwave source that is used to feed Microwaves to a sample via a circulator or a microwave bridge closed in an adjustable, homogeneous magnetic field containing cavity resonator is, mXt a detection device connected to the circulator or to the microwave bridge for the detection of electron spin resonance (ESR) and with means for measuring the field strength of the homogeneous magnetic field.

Die ESR-Spektroskopie beschäftigt sich mit der Aufnahme der Resonanzspektren von Proben im Mikrowellenbereich und mit der Bestimmung der den Elektronenspin-Niveaus der Proben zugeordneten gyromagnetischen Faktoren, die als g- oder als Lande-Faktoren bezeichnet werden. Bei Vorliegen der ESR werden durch ein Mikrowellenfeld quantenmechanische Übergänge zwischen Elektronenspin-Niveaus erzeugt, und es gilt die Re 5 onanzgle ichung (1) h f1 = g /UB II, wobei h die Planck'sche Konstante, f1 die Larmorfrequenz der Probe bzw. die eingespeiste Mikrowellenfrequenz im Resonanzfall, g der gyromagnetische Faktor, /uB eine als Bohrsches Magneton bezeichnete physikalische Konstante und H die Feldstärke des statischen Magnetfeldes im Resonanzfall bedeutet.ESR spectroscopy deals with recording the resonance spectra of samples in the microwave range and with the determination of the electron spin levels the gyromagnetic factors associated with the samples, which are known as g or as Lande factors are designated. If the ESR is present, quantum mechanical Transitions between electron spin levels are generated, and the Re 5 onanzgle applies equation (1) h f1 = g / UB II, where h is Planck's constant, f1 the Larmor frequency of the sample or the fed-in microwave frequency in the case of resonance, g the gyromagnetic Factor, / uB a physical constant known as Bohr's magneton and H means the field strength of the static magnetic field in the case of resonance.

Der Faktor kann nach Ermittlung der MiVrowellenresonanzfrequenz 9 und nach Messung der Magnetfeldstärke H gemäß Gleichung (1) berechnet werden. Zu einer Magnetfeldstärke H von einigen kG gehört eine Larmorfrequenz f1 im GHz-Bereich, bei den meisten Proben in der Regel etwa bei 10 GHz.After determining the microwave resonance frequency, the factor can be 9 and after measuring the magnetic field strength H according to equation (1). to a magnetic field strength H a Larmor frequency belongs to a few kG f1 in the GHz range, usually around 10 GHz for most samples.

Die ESR-Spektroskopie bedient sich bei der Ermittlung der Resonanz spektren und der g-Faktoren ESR-Mikrowellenspektrometer der eingangs erwähnten Art, bei denen das statische Magnetfeld zusätzlich durch ein magnetisches Wechselfeld überlagert sein kann. Die in einem derartigen ESR-Mikrowellenspektrometer benötigte Leistung der Mikrowellenquelle liegt, wenn man von Spezialexperimenten absieht, zwischen 0,1 mW und etwa 150 mW.ESR spectroscopy is used to determine the resonance spectra and the g-factors ESR microwave spectrometer of the type mentioned above, where the static magnetic field is additionally replaced by an alternating magnetic field can be superimposed. The one required in such an ESR microwave spectrometer If one disregards special experiments, the power of the microwave source is between 0.1 mW and about 150 mW.

Zur Erzeugung der Mikrowellen benutzte man bisher Elystlons, deren Frcquenz auf die Eigenfrequenz des Hohlraumresonators (Meßzeile) stabilisiert wurde; Die Verwendung eines Klystrons zeigt aber eine Anzahl von Nachteilen: Es besitzt eine relativ kurze Lebensdauer und ist gegen Erschütterungen empfindlich. Ferner sind zum Betrieb eines Klystrons verhältnismäßig teure und komplizierte Zusatzgeräte, wie z. B. hochstabilisierte HochspannungBnetzgeräte, Eühleinrichtungen und dergleichen, nötig. Schließlich bedingt der Einsatz eines Klystrons die Verwendung von in Hohlleitertechnik ausgeführten Mikrowellenbauteilen, die teuer sind und eine verhältnismäßig große räumliche Ausdehnung haben.So far, Elystlons have been used to generate microwaves, their Frequency has been stabilized to the natural frequency of the cavity resonator (measuring line); However, the use of a klystron has a number of disadvantages: It has has a relatively short service life and is sensitive to vibrations. Further are relatively expensive and complicated additional devices for operating a klystron, such as B. Highly stabilized high-voltage power supply units, cooling devices and the like, necessary. Finally, the use of a klystron requires the use of waveguide technology executed microwave components, which are expensive and a relatively large have spatial expansion.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein ESR-Mikrowellenspektrometer zu schaffen, das diese mit der Mikrowellenerzeugung verknüpften Nachteile nicht aufweist, das vielmehr billiger herzustellen ist als ein bisher übliches Spektrometer, und das insbesondere die g-Tensoren einer Probe wesentlioh genauer und einfacher zu messen gestattet.The invention is based on the object of an ESR microwave spectrometer to create that these disadvantages associated with microwave generation do not which is cheaper to manufacture than a conventional spectrometer, and in particular the g-tensors of a sample are much more precise and simpler allowed to measure.

Es ist von der Richtfunktechnik her bekannt, daß Mikrowellen auch durch Frequenzvervielfachung einer in der Regel im MHz-Bereich liegenden Frequenz erzeugt werden können. Da das Frequenzrausohen eines Hochfrequenzoszillators bei der Frequrnzvervielfachung ebenfalle vervielfacht wird, wurden in der Richtfunktechnik Quarzoszillatoren eingesetzt, um das Frequenzrauschen der Mikrowellen möglichst klein zu halten.It is known from radio relay technology that microwaves also by multiplying a frequency which is usually in the MHz range can be generated. Since the frequency noise of a high frequency oscillator at the frequency multiplication is also multiplied, were in the Radio relay technology Crystal oscillators are used to reduce the frequency noise of microwaves as possible to keep it small.

Die obengenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Mikrowellenquelle ein mit einem Frequenzvervielfacher verbundener Hochfrequenzossillator ist, dessen Hochfrequenz zwischen 100 und 300 MHz liegt und der zwecks Messung seiner Hochfrequenz an einen Frequenzmesser angeschlossen ist.The above object is achieved according to the invention in that the microwave source is a high-frequency ossillator connected to a frequency multiplier whose high frequency is between 100 and 300 MHz and that for the purpose of measuring its High frequency is connected to a frequency meter.

Eine vorteilhafte und kostengünstige Ausgestaltung des ESR-Mikrowellenspektrometersist dadurch gegeben, daß zur Führung de' Mikrowellen Koaxialleitungen und als Zirkulator ein koaxialer Mikrowellen-Zirkulator vorgesehen ist.An advantageous and inexpensive embodiment of the ESR microwave spectrometer is given that to guide de 'microwaves coaxial lines and as a circulator a coaxial microwave circulator is provided.

Eine Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß zur Führung der Mikrowellen in den Hohlraumresonator eine in sich verdrehbare, kommerziell erhältliche Koaxialleitung in. Verbindung mit einem geeigneten Hohlraumresonator verwendet wird. Diese Weiterbildung ist insbesondere bei Untersuchungen der Richtungsabhangigkeit des g-Faktors einer Probe von Vorteil. Nach einer weiteren Ausbildung, die gleichfalls der Bestimmung des g-Tensors dient, sollte zumindest der Hohlraumresonator um eine Achse senkrecht oder parallel zu den Feldlinien des homogenen Magnetfeldes drehbar angeordnet sein.A development of the invention is characterized in that for Guiding the microwaves in the cavity resonator a rotatable, commercially available coaxial line in connection with a suitable cavity resonator is used. This further development is particularly useful when examining directional dependence of the g-factor of a sample is advantageous. After further training, that too is used to determine the g-tensor, at least the cavity should be around a Axis can be rotated perpendicular or parallel to the field lines of the homogeneous magnetic field be arranged.

Die Erfindung wird anhand einer Figur, die ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels zeigt, im folgenden näher erläutert.The invention is based on a figure, which is a block diagram of a Embodiment shows, explained in more detail below.

Die Mikrowellenquelle des ESR-Spektrometers, die anstelle eines Klystrons verwendet wird, besteht aus einem Hochfrequenzoszillator 1, der über innen Verstärker 2 an einen dreistufigen Frequenzvervielfacher 3 angeschlossen ist. Als Hochfrequenzoszillator 1 dient ein Festkörperoszillator, der von 200 bis 210 MHz stufenlos durchstimmbar ist. Seine eingestellte Hochfrequenz f kann mit einem angeschlossenen digitalen Frequenzmesser 4 sehr genau gemessen werden. Die Ausgangsspannung des Hochfrequenzoszillators 1 wird in dem 2W-Verst:lrker 2 verstärkt und dem Frequenzvervielfacher 3 zugeführt. In dessen erster Stufe wird die Frequenz f um den Faktor 4, in der nächsten um den Faktor 3 und in der dritten Stufe nochmals um den Faktor 3 vervielfacht. Der Vervielfachlrngsfaktor k beträgt also insgesamt 36. Damit ergibt sich am Ausgang des Frequenzvervielfachers 3 ein Mikrowellenfrequenzbereich von 7,20 bis 7,56 GHz. - Die Vervielfachungsverhältnisse 1 : 4, 1 : 3 und 1 : 3 sind in der Figur in den einzelnen Stufen des Frequenzvervielfachers 3 vermerkt.The microwave source of the ESR spectrometer that replaces a klystron is used, consists of a high frequency oscillator 1, the inside amplifier 2 is connected to a three-stage frequency multiplier 3. As a high frequency oscillator 1 is a solid-state oscillator that is continuously tunable from 200 to 210 MHz is. Its set high frequency f can be connected to a digital Frequency meter 4 can be measured very precisely. The output voltage of the high frequency oscillator 1 is amplified in the 2W amplifier 2 and fed to the frequency multiplier 3. In its first stage, the frequency f is increased by a factor of 4, in the next by a factor of Factor 3 and in the third stage again multiplied by a factor of 3. The multiplication factor So k is a total of 36. This results at the output of the frequency multiplier 3, a microwave frequency range from 7.20 to 7.56 GHz. - The multiplication ratios 1: 4, 1: 3 and 1: 3 are in the figure in the individual stages of the frequency multiplier 3 noted.

Da der Vervielfachtingsfaktor k des verwendeten Frequenz7arvielfaçhers 3 bekannt ist, kann Qie an seinem Ausgang abgegebene Mikrowellenfrequenz f0 auf einfache Weise bestimmt werden. Dazu ist nur eine Multiplikation der im digitalen Frequenzmesser 4 gemessenen Hoohfrequenz f mit dem Vervielfachungsfaktor k erforderlich: (2) f, = k f.Since the multiplication factor k of the frequency multiplier used 3 is known, Qie can have the microwave frequency f0 emitted at its output easily determined. This is just a multiplication of the digital one Frequency meter 4 measured high frequency f with the multiplication factor k required: (2) f, = k f.

Die Messung der Mikrowellenfrequenz fO der Mikrowellenquelle wird also auf eine Messung der Hochfrequenz f zurückgeführt.The measurement of the microwave frequency fO of the microwave source is thus traced back to a measurement of the high frequency f.

Ein Frequenzmesser 4 zur Messung einer Hochfrequenz f ist wesentlich genauer und billiger als ein Frequenzmesser zur Messung einer Mikrowellenfrequenz fo.A frequency meter 4 for measuring a high frequency f is essential more accurate and cheaper than a frequency meter for measuring a microwave frequency fo.

Die in der Mikrowellenquelle erzeugten Mikrowellen werden über eine Koaxialleitung 5 einem an sich bekannten Leistungsregler 6 und von dort über eine weitere Koaxialleitung 7 einem koaxialen Mikrowellen-Zirkulator 8 zugeführt. Eine weitere Koaxialleitung 9, die in sich verdrehbar ist, verbindet den Zirkulator 8 mit einem Hohlraumresonator 10, der die Probe 11 enthält. Die Anregung des Hohlraumresonators 10 über die Koaxialleitung 9 erfolgt dabei auf bekannte Weise, also z. B. durch kapazitive oder induktive Einkopplung. Es kann aber auch ein Koaxialleiter-Hohlleiter-tJbergangsstück unmittelbar vor dem Hohlraumresonator 10 verwendet werden Der Hohlraumresonator 10 ist, wie an sich bekannt, in einem zwischen zwei Polschuhen N und S eines Magneten erzeugten homogenen und einstellbaren Magnetfeld H angeordnet.The microwaves generated in the microwave source are via a Coaxial line 5 to a known power regulator 6 and from there via a further coaxial line 7 is fed to a coaxial microwave circulator 8. One Another coaxial line 9, which can be rotated in itself, connects the circulator 8 with a cavity resonator 10 containing the sample 11. The excitation of the cavity resonator 10 via the coaxial line 9 takes place in a known manner, so z. B. by capacitive or inductive coupling. However, a coaxial conductor-waveguide transition piece can also be used right away can be used prior to the cavity resonator 10. The cavity resonator As is known per se, 10 is in one between two pole pieces N and S of a magnet generated homogeneous and adjustable magnetic field H arranged.

Zur Erzeugung eines zusatzlichen magnetischen Wechselfeldes tragen die Polschuhe N und S zwei Modulationsspulen 12 und 12', die an eine (nicht dargestellte) Wechselstromquelle angeschlossen sind. Sofern eine hohe Modulationsfrequenz (bis 500 kHz) verwendet wird, sind die Modulationsspulen 12 und 12' auf dem Hohlraumresonator 10 befestigt. Die Hochfrequenz f des Hochfrequenzoszillators 1 kann durch eine bekannte Schaltung (automatische Frequenz-Nachlaufschaltung) so geregelt werden, daß die Mikrowellenfrequenz fO immer gele ph der Eigenfrequenz des Hohlraumresonators 10 ist. Der Hohl raumresonator 10 ist um eine Achse senkrecht und/oder parallel zu den Feldlinien des Magnetfelds H drehbar angeordnet.Wear to generate an additional alternating magnetic field the pole pieces N and S two modulation coils 12 and 12 ', which are connected to a (not shown) AC power source are connected. If a high modulation frequency (up to 500 kHz) is used, the modulation coils 12 and 12 'are on the cavity resonator 10 attached. The high frequency f of the high frequency oscillator 1 can be known by a Circuit (automatic frequency follow-up circuit) can be regulated so that the Microwave frequency fO always corresponds to the natural frequency of the cavity resonator 10 is. The cavity resonator 10 is perpendicular and / or parallel to an axis the field lines of the magnetic field H arranged rotatably.

Statt des durchstimmbaren Hochfrequenzoszillators 1 kann auch ein Hochfrequenzoszillator mit fester Hochfrequenz f eingesetzt werden, z. B. ein Quarzoszillator. Nach der Frequenzvervielfachung ergibt sich daraus eine feste Mikrowellenfrequenz fO, auf die der Hohlraumresonator 10 abgestimmt wird. In diesem Fall sollte ein bimodularer Hohlraumresonator 10 verwendet werden, wie er z. B. von C. Franconi in der Zeitschrift Rev. Sci. Instr. 41, 148 (1970) beschrieben wird.Instead of the tunable high-frequency oscillator 1 can also be a High frequency oscillator with a fixed high frequency f can be used, for. B. a crystal oscillator. After the frequency multiplication, this results in a fixed microwave frequency fO to which the cavity resonator 10 is tuned. In this case it should be a bimodular cavity resonator 10 can be used as it is e.g. B. by C. Franconi in the journal Rev. Sci. Instr. 41, 148 (1970).

Im Falle der Elektronenspinresonanz der Probe 11, d. h. wenn die eingespeiste Mikrowellenfrequenz fO gleich der Larmorfrequenz f1 der Probe 11 ist, wenn also (3) fo = gilt, wird dem durch den Zirkulator 8 über eine goaxialleitung 13 in das Nachweisgerät des ESR-Mikrowellenspektrometers gelangenden Mikrowellenfeld Energie entzogen. Das Nachweisgerät besteht, wie allgemein üblich, aus einem Gleichrichter 14, aus einem Signalverstärker 15 und einem Registriergerät 16.In the case of the electron spin resonance of the sample 11, i. H. if the fed Microwave frequency f0 is equal to the Larmor frequency f1 of the sample 11, so if (3) fo = applies, the circulator 8 via a goaxial line 13 into the Detection device of the ESR microwave spectrometer reaching microwave field energy withdrawn. As is generally the case, the detection device consists of a rectifier 14, from a signal amplifier 15 and a recording device 16.

Die Feldstärke des statischen Magnetfeldes H wird über die Resonanzfrequenz 9 gyromagnetischer Kerne, insbesondere über die Resonanzfrequenz f2 von Protonen, gemessen. Dazu ist, wie bekannt, im Magnetfeld H eine zur Kernresonanz fähige Sonde 17 angeordnet, die einem Hochfrequenzfeld ausgesetzt wird. Die Ermittlung der Kernresonanzfrequenz f2 erfolgt in einem Detektor 18, der mit einem Frequenzmesser 19 verbunden ist.The field strength of the static magnetic field H is based on the resonance frequency 9 gyromagnetic nuclei, especially about the resonance frequency f2 of protons, measured. For this purpose, as is known, there is a probe in the magnetic field H capable of nuclear resonance 17 arranged, which is exposed to a high frequency field. The determination of the nuclear magnetic resonance frequency f2 takes place in a detector 18 which is connected to a frequency meter 19.

Die Verwendung einer Mikrowellerquelle, die aus einem mit einem Frequenzvervielfacher 3 verbundenen Hochfrequenzos?.illator 1 besteht, liefert in einem ESR-Mikrowellenspektrometer dieselben Ergebnisse wie die Verwendung eines bisher üblichen Klystrons. Sie weist aber gegenüber dem Klystron eine beträchtliche Anzahl von Vorteilen auf.The use of a microwave source consisting of a frequency multiplier 3 connected high-frequency oscillator 1, supplies in an ESR microwave spectrometer the same results as using a conventional klystron. She knows but has a considerable number of advantages over the klystron.

Die neue Mikrowellenquelle besitzt eine wesentlich höhere Lebensdauer bei etwa gleicher Mikrowellenleistung (160 bis 170nJJ) und bei gleichem Frequenzrauschen. Der Aufbau eines ESR-Mikrowellenspektrometers beansprucht eine geringere Ausdehnung und verursacht geringere Kosten, da Koaxialbauteile und Koaxialleitungen billiger und kleiner herstellbar sind als die entsprechenden, in Hohlleitertechnik ausgeführten Bauteile. Hochspannungsnetzgeräte und Kühleinrichtungen sind nicht erforderlich.The new microwave source has a much longer service life with approximately the same microwave power (160 to 170nJJ) and with the same frequency noise. The structure of an ESR microwave spectrometer takes up less space and causes lower costs, since coaxial components and coaxial lines are cheaper and can be made smaller than the corresponding ones made using waveguide technology Components. High-voltage power supply units and cooling devices are not required.

Für Kristallmessungen war es bisher vielfach notwendig, den bis zu mehrere Tonnen schweren Magneten um den Hohlraumresonator 10 herumzudrehen. Durch die wesentlich geringere. Ausdehnung der Mikrowellenquelle und der Koaxialteile ergibt sich nun die Möglichkeit, die gesamte Mikrowelleneinheit mit Mikrowellenquelle, Leistungsregler 6, Koaxialleitungen 7, 9 und 13, Zirkulator 8, Hohlraumresonator 10 und Gleichrichter 14 sowohl in einer Ebene senkrecht zu den Feldlinien des Magnetfeldes H als auch um eine Achse senkrecht zu den Feldlinien im Magneten zu drehen. Ist die Koaxialleitung 9 als in sich verdrehbar ausgebildet, so ist es möglich, nur den Hohlraumresonator 10 im Magnetfeld H zu drehen.For crystal measurements it was often necessary to use up to To rotate several tons heavy magnets around the cavity resonator 10. By the much lower one. Expansion of the microwave source and the coaxial parts there is now the possibility of using the entire microwave unit with a microwave source, Power regulator 6, coaxial lines 7, 9 and 13, circulator 8, cavity resonator 10 and rectifier 14 both in a plane perpendicular to the field lines of the magnetic field H as well as to rotate around an axis perpendicular to the field lines in the magnet. Is the Coaxial line 9 designed as rotatable in itself, so it is possible to use only the To rotate cavity resonator 10 in the magnetic field H.

Die Mikrowelleneinheit kann ferner leicht ausgetauscht werden. Es lassen sich daher ESR-Mikrowellenspektrometer aufbauen, die sehr einfach auf eine andere Mikrowellenfrequenz fo umgestellt werden können.The microwave unit can also be easily exchanged. It ESR microwave spectrometers can therefore be built that are very easily based on a other microwave frequency fo can be switched.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß sich die Mikrowellenfrequenz f0 durch indirekte Messung der Hochfrequenz f wesentlich genauer bestimmen läßt als bei direkter Messung der Mikrowellenfrequenz fO. Daraus ergibt sich schließlich eine Möglichkeit, den g-Tensor einer Probe 11 gemäß Gleichung (1) wesentlich genauer zu messen als bisher. Es war bisher üblich, die Mikrowellenfrequenz im Zentrum einer ESR-Linie durch Interpolation von gemessenen Frequenzen vor Erscheinen und nach Erscheinen der ESR-Linie zu ermitteln. Eine direkte Messung im Linienzentrum war nur schwer möglich. Dieses Meßverfahren ist ersichtlich ungenau.Another advantage of the invention is the fact that the Microwave frequency f0 much more accurate by indirect measurement of the high frequency f can be determined than with direct measurement of the microwave frequency fO. From this it follows Finally, there is a possibility to calculate the g-tensor of a sample 11 according to equation (1) can be measured much more precisely than before. It was previously common to use the microwave frequency in the center of an ESR line by interpolating measured frequencies before appearance and to be determined after the ESR line appears. A direct measurement in the center of the line was difficult to do. This measuring method is obviously imprecise.

Mit dem neuen ESR-Mikrowellenepektrometer wird die Hochfrequenz f beim Durchlaufen der ESR-Linie im Frequenzmesser 4, der eine Schaltung zur Frequenzuntersetzung enthalten kann, gemessen.With the new ESR microwave spectrometer, the high frequency f when passing through the ESR line in the frequency meter 4, which has a circuit for frequency reduction may contain, measured.

Dem Frequenzmesser 4 kann die Hochfrequenz f exakt im Linienzentrum entnommen und daraus mit den Gleichungen (2) und (3) die Resonanzfrequenz Q ebenfalls exakt im Linienzentrum berechnet werden. Die Berechnung des g-Faktors erfolgt wieder mit Hilfe von Gleichung (1), wobei die Magnetfeldstärke H im Linienzentrum aus der Kernresonanzfrequenz 2 der Sonde 17 ermittelt wird.The frequency meter 4 can measure the high frequency f exactly in the center of the line taken and from this with equations (2) and (3) the resonance frequency Q as well can be calculated exactly in the center of the line. The g-factor is calculated again with the help of equation (1), where the magnetic field strength H in the line center from the Nuclear magnetic resonance frequency 2 of the probe 17 is determined.

7 Patentansprüche 1 Figur7 claims 1 figure

Claims

Claims () k1 electron spin resonance microwave spectrometer preferably for measuring the g-tensors of a sample with a microwave source, those for feeding in microwaves via a circulator or a microwave bridge to a cavity containing a sample in an adjustable homogeneous magnetic field with one connected to the circulator or to the microwave bridge Detection device for the detection of electron spin resonance and with means for measuring the field strength of the homogeneous magnetic field, characterized in that the microwave source is a high-frequency oscillator (1) connected to a frequency multiplier (3), whose high frequency (f) is between 100 and 300 MHz and that for the purpose of measuring its High frequency (f) is connected to a frequency meter (4).

2. Electron spin resonance microwave spectrometer according to claim 1, characterized in that coaxial lines (5, 7, 9 and 13) and a coaxial microwave circulator is provided as a circulator (8) is.

3. electron spin resonance microwave spectrometer according to claim 2, characterized in that the coaxial line (9) to the cavity resonator (10) in is rotatable.

4. Electron spin resonance microwave spectrometer according to claim 1 or one of the following claims, characterized in that at least the cavity resonator (10) about an axis perpendicular or parallel to the field lines of the homogeneous magnetic field (H) is rotatably arranged.

5. Electron spin resonance microwave spectrometer according to claim 1 or one of the following claims, characterized in that the high-frequency oscillator (1) tunable and through an automatic frequency follow-up circuit (AFN) a high frequency (f) is held, from which after the frequency multiplication the natural frequency of the cavity resonator (10) results.

6. Electron spin resonance microwave spectrometer according to one of the claims 1 to 4, characterized in that the high-frequency oscillator (1) is a quartz oscillator with a fixed high frequency (f), and that the cavity resonator (10) on the fixed microwave frequency (f0) resulting from the frequency multiplication is.

7. Electron spin resonance microwave spectrometer according to claim 6, characterized in that the cavity resonator (10) is a bimodular cavity resonator is.

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