Trong các lĩnh vực khoa học vật liệu, hóa học và khoa học đời sống, nhiều quá trình vật lý quan trọng, phản ứng hóa học và chức năng sinh học có liên quan chặt chẽ với các electron chưa ghép cặp.Máy quang phổ điện tử cis-magneticLà một kỹ thuật phân tích có khả năng phát hiện và mô tả một cách trực tiếp và chuyên biệt các chất thuận từ có chứa các electron chưa ghép cặp. Nó là một công cụ để tiết lộ các gốc tự do, các ion kim loại chuyển tiếp, các khuyết tật điểm và các cấu trúc trung tâm thuận từ khác với thông tin động.

Cơ sở vật lý của công nghệ EPR là sự phân chia mức năng lượng (hiệu ứng Seman) của các electron chưa ghép đôi trong vật liệu thuận từ xảy ra dưới tác động của từ trường tĩnh bên ngoài và sự chuyển đổi mức năng lượng xảy ra bằng cách hấp thụ một tần số cụ thể của năng lượng vi sóng. Bằng cách quét từ trường và phát hiện tín hiệu hấp thụ vi sóng, máy quang phổ EPR có thể thu được nhiều thông tin cấu trúc và thông tin động. Khả năng phát hiện trực tiếp các electron chưa ghép cặp này không có trong các kỹ thuật phổ học khác như NMR, XRD, mang lại cho nó một vị trí quan trọng trong các nghiên cứu sau:

1, Hóa học gốc tự do: Phát hiện trực tiếp và xác định các chất trung gian gốc tự do có tuổi thọ ngắn, theo dõi cơ chế của các phản ứng như quang xúc tác, trùng hợp và suy thoái oxy hóa.

2, Phức hợp kim loại chuyển tiếp: xác định trạng thái hóa trị, môi trường phối hợp, cấu trúc điện tử và trạng thái spin của ion kim loại, được sử dụng rộng rãi trong xúc tác, nghiên cứu hóa học vô cơ sinh học.

3, phân tích khiếm khuyết vật liệu: mô tả các khiếm khuyết điểm trong chất bán dẫn, vật liệu oxit (ví dụ, tâm màu, vị trí trống), liên quan đến cấu trúc khiếm khuyết và tính chất quang, điện và từ của vật liệu.

Ứng dụng y sinh học: Nghiên cứu động lực học cấu trúc protein bằng cách sử dụng công nghệ đánh dấu spin hoặc phát hiện các gốc tự do có tuổi thọ cực ngắn trong sinh vật bằng cách sử dụng công nghệ đánh dấu spin để nghiên cứu các bệnh liên quan đến stress oxy hóa.

Công nghệ EPR hiện đại đã phát triển từ CW-EPR liên tục đến EPR xung và dẫn đến một số công nghệ tiên tiến như:

Cộng hưởng kép electron-hạt nhân: Phân tích sự tương tác của spin hạt nhân xung quanh các electron chưa thành cặp, thu được thông tin cấu trúc cục bộ có độ phân giải cao.

Đo thời gian thư giãn: nghiên cứu các quá trình động lực học của trung tâm thuận từ và các đặc tính vi mô của môi trường xung quanh.

3. Công nghệ hình ảnh: Thực hiện hình ảnh phân bố không gian của vật liệu thuận từ.

Máy quang phổ cộng hưởng thuận từ điện tử cung cấp cho các nhà khoa học một cửa sổ để khám phá thế giới của các điện tử chưa được ghép nối. Nó có khả năng tiết lộ cấu trúc, phản ứng và động lực học của vật liệu và phân tử ở cấp độ nguyên tử và điện tử và là một động cơ mạnh mẽ thúc đẩy sự phát triển của khoa học cơ bản và nghiên cứu ứng dụng tiên tiến.