固体核磁気共鳴
異方性相互作用は、分子中の全ての部位の核スピンエネルギーレベルを修飾し、しばしばNMRスペクトルの線幅拡大の原因となる。しかしながら、異方性相互作用の存在を避けることができなかったり、あるいは異方性相互作用から興味のある分子における方向性情報といった構造パラメータを読み取れるため逆に望ましかったりと、様々な状況がある。
(広義の)固体における高分解能条件はマジック角回転(英語版) (magic angle spinning; MAS)、巨視的サンプル配向、これらの手法の組み合わせ、高粘度サンプル条件による流動性の向上、様々な高周波(ラジオ波、RF磁場)照射パターンを用いて確立することができる。後者はスピン空間において相互作用をデカップリングすることができるが、その他は実空間において相互作用の平均化を容易にする。加えて、巨視的不均一性からくる線幅拡大効果は適切なサンプル調製手法によって低減することができる。
デカップリング条件下では、例えば等方性化学シフトによって局所構造の等方性相互作用も観測される。加えて、デカップリングされた相互作用は選択的に再導入(リカップリング)することができ、例えば多くの構造パラメータを導きだすための位相の散逸の制御あるいは分極の伝達のために用いることができる、
ほとんどの固体NMR実験における基本RFパルスシークエンスおよびビルディングブロックは交差分極 (cross-polarization; CP) によって始まる。交差分極は低磁気回転比を持つ核(例えばCやN)の信号を増強するためや、スペクトル編集手法(例えばタンパク質分光法におけるN→C向きの交差分極)として使用できる。磁化移動を起こすには、2つの周波数チャネルで印加されたRFパルスはハートマン–ハーン条件を満たさなければならない。MAS下では、この条件はRFコイルの電圧とサンプル回転の速度の相関を定義する。こういった条件の実験最適化は(固体)NMR実験を行う上での日常的な仕事の一つである。
CP-MASは固体NMR分光法におけるほとんどのパルスシークエンスの基本ビルディングブロックである。その重要性から、Hスピン分極の直接励起に続くC、Nあるいは同様の核へのCP移動ならびにこれら核のシグナル検出に用いられるパルスシークエンスは、「CP実験」あるいはMASと繋げて「CP-MAS」としばしば呼ばれる。これが固体NMR分光法を用いた解析の典型的な出発点である。
2つの核間の双極子カップリグは距離の三乗に反比例する。このため、双極子相互作用によって媒介される分極移動がこれらの核の一つが近接する3つ目の核(同様のもの全て、例えばC)の存在によって切り捨てられる。この効果は一般的に双極子切り捨て (dipolar truncation) と呼ばれる。これは、生体分子の構造解析に必須である核間距離の効率的な抽出における主要な障害の一つとなっている。しかしながら、標識やパルスシークエンスを用いるなど数多くの方法によってこの問題を回避することが可能となってきている。
しかしながら、二次相互作用はP4ルジャンドル多項式に依存し、そのゼロ点は30.6°および70.1°である。これらは同時に2つの角度で回転させるDOR (DOuble angle Rotation) あるいは2つの角度を素早く入れ換えるDAS (Double Angle Spinning) を使用することによってうまく出し抜くことができる。このような実験のために特殊化された機器(プローブ)が開発されている。革命的な進歩はLucio Frydmanが1995年に発表したの多量子マジック角回転 (multiple quantum magic angle spinning; MQMAS) NMRであり、これによって四極子角の高分解能固体NMRスペクトルを常法によって得ることが可能になった。MQMASと類似した手法として、2000年にZhehong Ganによって提唱されたサテライト遷移マジック角回転 (satellite transition magic angle spinning; STMAS) NMRがある。