電子自旋共振

電子順磁共振 （ electron paramagnetic resonance ， EPR ） ， 又稱電子自旋共振 （ electron spin resonance ， ESR ） ， 是屬於自旋1 / 2粒子的電子在靜磁場下發生的磁共振現象 。 因爲類似靜磁場下自旋1 / 2原子核核磁共振的現象 ， 又因利用到電子的順磁性 ， 故曾稱作 “ 電子順磁共振 ” 。 由於分子中的電子多數是成對存在 ， 根據泡利不相容原理 ， 每個電子對中的兩個電子必爲一個自旋向上 ， 另一個自旋向下 ， 所以磁性互相抵消 。 因此只有擁有不成對電子存在的粒子 （ 例如過渡元素中重金屬原子或自由基 ） ， 才能表現磁共振 。 雖然電子自旋共振的原理與核磁共振的類似 ， 但由於電子的質量遠輕於原子核的質量 ， 所以電子有較大的磁矩 。 以氫原子核 （ 質子 ） 爲例 ， 電子磁矩強度是其 659.59 倍 。 因此對於電子 ， 磁共振所在的拉莫頻率通常需要透過減弱主磁場強度來使之降低 。 但即使如此 ， 拉莫頻率通常所在波段仍比核磁共振拉莫頻率所在的射頻範圍還要高 （ 通常是在微波的波段 ） ， 因此有穿透力以及對帶有水分子的樣品有加熱可能的潛在問題 ， 在進行人體造影時則需要改變方法 。 舉例而言 ， 0.3 T的主磁場下 ， 電子共振頻率發生在 8.41 GHz ， 而對於常用的核磁共振核種 — — 質子而言 ， 在這樣強度的磁場下 ， 其共振頻率僅爲 12.77 MHz 。