电子顺磁共振谱(EPR,ESR)

在做EPR测试时，科学指南针检测平台工作人员在与很多同学沟通中了解到，好多同学对EPR测试不太了解，对其原理，仍是小白阶段，针对此，科学指南针检测平台团队组织相关同事对网上海量知识进行整理，希望可以帮助到科研圈的伙伴们；

原理：

在垂直于B₀的方向上施加频率为hn的电磁波，当满足hn=gbB₀时，处于两能级间的电子发生受激跃迁，导致部分处于低能级中的电子吸收电磁波的能量跃迁到高能级中，这就是顺磁共振现象。受激跃迁产生的吸收信号经电子学系统处理可得到EPR吸谱线 (g因子和A值是EPR谱图中两个最重要的信息，通过测试g因子和A值我们可以判断出单电子的类型，可能得结构信息，然后通过计算及模拟得出准确的结构)。

电子顺磁共振的研究对象：

自由基、 双基或多基、三重态分子、过渡金属离子和稀土离子、固体中的晶格缺陷、 具有奇数电子的原子，如氢、氮、碱金属原子。

ESR样品的状态：气体、液体、固体

气体：常见的气体样品如一氧化氮、香烟中的自由基含量，主要是将烟气吸收富集，对烟气进行测试。

液体：液体样品自由基，有机反应中间体，过渡金属的测试。液体样品制备过程中需要注意以下几点：

（1）溶剂:测量液体样品时，要注意溶剂的极性，对于极性大的溶剂，需要将样品放在毛细管中进行测试，以避免溶剂对微波的吸收。

（2）除氧:液体样品中氧气对信号的干扰非常大，需要对样品进行通氮或真空除氧，以保证测试过程中能看到精细的机构信息。

（3）浓度控制:浓度过大或过小都会对样品信号造成干扰，导致精细结构看不到，因此选择适当的浓度会对测试提供帮助。

固体：固体样品制备过程中需要注意颗粒大小，粉末样品也需要注意顺磁浓度，浓度太大的话会对信号造成干扰，固体样品如果浓度太大可以采用固体稀释方法，使用干燥的硅胶或者碳酸钙等都能起到稀释的作用。

数据：

EPR谱的表示方式:通常情况下，EPR波谱仪记录的是吸收信号的一次微分线形，即一次微分谱线。横轴用磁场H强度（1mT=10G）或g因子/张量表示。前者方便于分析A张量，后者便于分析g因子；纵轴用ΔA/ΔH或任意单位（arbitrary unit, a.u.）表示信号相对强度，或不标。

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