원리 및 기능
전자스핀공명(Electron Spin Resonance, ESR) 또는 전자상자성공명(Electron Paramagnetic Resonance, EPR)은 전자의 고유한 자기 모멘트인 스핀과 외부에서 인가하는 자기장과 전자기파와의 상호 작용을 통하여 물질 내의 전자 상태에 대해 연구하는 실험 방법이다. 전자 스핀 공명은 대상 물질에 자기장을 인가하여 물질 내에 전자가 갖는 자기 모멘트에 대해 지만(Zeeman) 에너지 분리를 만들고, 여기서 분리된 에너지 차이에 해당하는 전자기파를 입사하면 전자의 자기 모멘트가 공명 흡수하여 가장 가까운 들뜬 상태로 전이한다. 흡수된 전자기파에 대한 공명 스펙트럼을 분석하여 전자의 스핀과 궤도 상태들 간의 얽힘, 전자 스핀과 핵 스핀 간의 얽힘, 그리고 스핀 간의 교환 상호 작용과 스핀 동역학적 특성을 연구할 수 있다.
기기활용
- 물질 내부의 미세 또는 초미세 상호 작용력을 통한 전자 상태 연구
- 유기 고분자 물질의 자유 라디칼의 평형 또는 동적 기하학 연구
- 생명체 내의 활성 산소 라디칼의 상태 연구
- 격자 결함을 통한 화석 연령 및 지질학적 특성 연구
- 전자 스핀의 들뜬 상태로의 전이 과정을 통한 스핀 동역학 연구
사양
| System |
EMXplus-9.5/12/P/L |
| magnetic field |
-13 kG - 13 kG |
| absolute sensitivity |
X-band: 1.6 x 10-9 spins / G, Q-band: 1 x 10-9 spins / G |
| modulation frequency |
4 - 100 kHz (1 kHz step) |
| modulation amplitude |
up to 20 G |
| field sweep resolution |
256,000 |
| temperature |
~5 K – 300 K |