Phóng xạ cộng hưởng electron spin nhỏ với Micro-ESR
Việc thu nhỏ các công nghệ rađa quân sự cho phép phát triển các thiết bị điện tử vi sóng thu nhỏ dưới dạng Viện Công nghệ California. Kể từ năm 2007 các cảm biến này đã được sử dụng trong quang phổ thu nhỏ quay phim cộng hưởng điện tử gọi là Micro-ESR. Các ứng dụng bao gồm theo dõi thời gian thực của gốc tự do có chứa asphalten trong dầu thô, nghiên cứu và phát triển y sinh học để đo stress oxy hóa, đánh giá tuổi thọ của các sản phẩm thực phẩm
Các phép đo tần số cao tần số cao
Đôi khi cần phải đo EPR cao tần số cao để phát hiện các chi tiết quang phổ tinh vi. Tuy nhiên, trong nhiều năm, việc sử dụng nam châm điện để sản xuất các cánh đồng cần thiết trên 1,5 T là không thể, chủ yếu do hạn chế của vật liệu nam châm truyền thống. Máy đo phổ hồng ngoại EPR đa chức năng đầu tiên với solenoid siêu dẫn được mô tả trong đầu những năm 1970 bởi nhóm của Giáo sư YS Lebedev (Viện Vật lý Hóa học Nga, Moscow) phối hợp với nhóm của LG Oranski (Viện Vật lý và Kỹ thuật Ucraina, Donetsk), bắt đầu hoạt động trong Viện Các vấn đề Vật lý Hóa học, Chernogolovka khoảng năm 1975. Hai thập kỷ sau đó, một quang phổ EPR của W-band được sản xuất dưới dạng một đường dây thương mại nhỏ của Công ty Bruker của Đức, bắt đầu mở rộng kỹ thuật EPR của W-band thành các phòng thí nghiệm trung bình.
| Waveband | L | S | C | X | P | K | Q | U | V | E | W | F | D | — | J | — |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 300 | 100 | 75 | 30 | 20 | 12.5 | 8.5 | 6 | 4.6 | 4 | 3.2 | 2.7 | 2.1 | 1.6 | 1.1 | 0.83 | |
| 1 | 3 | 4 | 10 | 15 | 24 | 35 | 50 | 65 | 75 | 95 | 111 | 140 | 190 | 285 | 360 | |
| 0.03 | 0.11 | 0.14 | 0.33 | 0.54 | 0.86 | 1.25 | 1.8 | 2.3 | 2.7 | 3.5 | 3.9 | 4.9 | 6.8 | 10.2 | 12.8 |
Dải sóng EPR được quy định bởi tần số hoặc bước sóng của nguồn vi sóng của bộ khuếch đại (xem Bảng).
Các thí nghiệm EPR thường được tiến hành ở X và ít phổ biến hơn, các băng tần Q, chủ yếu là do sự sẵn có của các thành phần vi sóng cần thiết (ban đầu được phát triển cho các ứng dụng radar). Lý do thứ hai cho các phép đo phổ tần X và Q rộng rãi là các đốm điện có thể tạo ra các khoảng cách lên đến khoảng 1 tesla. Tuy nhiên, độ phân giải quang phổ thấp đối với yếu tố g ở các đường sóng này hạn chế việc nghiên cứu các trung tâm thuận từ với các thông số từ tính dị hướng tương đối thấp. Các phép đo tại {\ displaystyle \ nu} \ nu> 40 GHz, ở vùng bước sóng milimet, mang lại những ưu điểm sau:
Phổ EPR của TEMPO, gốc nitroxit, theo chức năng của tần số. Lưu ý sự cải thiện độ phân giải từ trái sang phải
Phổ EPR được đơn giản hoá do giảm hiệu ứng bậc hai ở các vùng cao.
Tăng tính chọn lọc định hướng và độ nhạy cảm trong việc điều tra các hệ thống rối loạn.
Thông tin và độ chính xác của các phương pháp xung, ví dụ, ENDOR cũng tăng ở các từ trường cao.
Khả năng tiếp cận của các hệ spin với sự chia tách không bằng không lớn hơn do năng lượng lượng tử vi lượng lớn hơn h {\ displaystyle \ nu} \ nu.
Độ phân giải phổ cao hơn hệ số g, tăng lên với tần số bức xạ {\ displaystyle \ nu} \ nu và từ trường bên ngoài B0. Điều này được sử dụng để khảo sát cấu trúc, cực và động thái của các môi trường vi lượng cực đoan trong các hệ thống hữu cơ và sinh học biến đổi spin thông qua nhãn spin và phương pháp thăm dò. Hình ảnh cho thấy độ phân giải quang phổ cải thiện với tần số ngày càng tăng.
Sự bão hòa của các trung tâm thuận từ xảy ra ở một trường cực cực vi cực B1, do sự phụ thuộc hàm mũ của số lần kích thích vào tần số bức xạ {\ displaystyle \ nu} \ nu. Hiệu quả này có thể được sử dụng thành công để nghiên cứu sự thư giãn và động lực của các trung tâm paramagnetic cũng như sự chuyển động superslow trong các hệ thống đang nghiên cứu.
Sự thư giãn chéo của các trung tâm bất đối xứng giảm đáng kể ở các từ trường cao, làm cho dễ dàng hơn để có được thông tin chính xác hơn và đầy đủ hơn về hệ thống đang nghiên cứu
Điều này đã được chứng minh bằng thực nghiệm trong nghiên cứu về các hệ thống sinh học, polyme và mô hình khác nhau ở DRR EPR.