[科普中国]-自旋磁共振

自旋磁共振，主要使用在物理、生物、化学等领域，可作为研究领域最有效的科研手段之一。主要测样品中单电子、自由基及自由基对。可检测的样品状态为液体、固体、粉末、薄膜以及动物内脏组织。

简介正自旋在物质中广泛存在，因而自旋磁共振技术能够用来准确、快速和无破坏性地获取物质的组成和结构上的信息，是当代科学中最为重要的物质探索技术之一。一般的自旋磁共振谱仪基于系综探测原理，它的测试对象是含有百亿个以上相同自旋的系综样品。然而，近年来随着物质科学探索的不断深入，人们开始逐渐从统计平均测量向直接探测单量子的信息迈进。在自旋磁共振领域，实现纳米尺度的微观磁共振，甚至单自旋磁共振是这一方向发展的极为重要的科学目标1。

应用领域对于本单位的研究领域主要是有机光化学体系，可测自旋标记、自旋捕获及电子转移样品。更重要的是检测短命样品的中间体（纳秒级）1。

劣势受限于传统的探测方式，室温大气环境下，一直未能将磁共振技术推进到纳米甚至原子尺度2。

仪器类别0303070901 /仪器仪表 /成份分析仪器 /核磁共振波谱仪1

指标信息顺磁仪（x-波段微波桥） 9GHz—10GHz工作范围；1

CW和宽带检测（用于时间分辨ESR检测）；

10英寸磁铁系统；1

12KW磁场电源 S/N 100KHz 440/1

分辨率：9～22bit1

变化 S/N 12.5KHz 408/1

场精确度高于500mG S/N 1.56KHz 240/1

稳定性较好 Broadhand1

检测 350/11

构成YAG激光器（激光出口10Hz脉冲），有4个波长1064、532、355、266nm 双通道示波器 500MHz工作频率（纳秒级）门积分器和数字平均仪（纳秒级）3。

新发展方向某研究组选取了基于掺杂金刚石中氮-空位(以下简写为NV)对的固态单自旋作为探针，代替传统的电探测方式，用基于此体系单自旋态制备成量子干涉仪，将微观自旋体系产生的弱磁信号转为干涉仪的相位，从而实现高灵敏度的信号检测。该研究组用多种动力学解耦序列作用在NV上，在室温大气环境下成功探测到距离NV探针约1 nm处的单13C-13C对，并且通过实验数据分析刻画出两个核自旋的相互作用，其关联强度仅为690 Hz。从测得的相互作用，以原子尺度分辨率解析出自旋对的空间取向和结构2。

本词条内容贡献者为:

李雪梅 - 副教授 - 西南大学