전자 스핀 공명 분광기(ESR)

ESR 기본 지식

ESR은 전자 스핀 공명(Electron Spin Resonance)의 약자입니다. (EPR, 전자 상자성 공명이라고도 함)

ESR은 적절한 분자 내에서 전자의 거동(역학)을 관찰하고 전자 환경을 식별하여 다양한 현상을 분석하는 방법입니다.

ESR 측정은 짝을 이루지 않은 전자의 존재와 수량, 유형, 특성, 환경 및 행동에 대한 정보를 제공합니다.

ESR 기기는 비파괴적으로 모든 샘플 상(기체, 액체 또는 고체)에서 자유 라디칼을 선택적으로 측정할 수 있는 유일한 수단을 제공합니다.

ESR은 제약 및 농업 기초 연구에 활발히 적용되고 있으며, 반도체 및 코팅의 생산 라인 등 다양한 응용 분야는 물론 암 진단 등의 임상 및 의료 분야에서도 널리 활용되고 있습니다.

ESR 기기 구성

전자 스핀 공명(ESR)의 단순화된 원리

ESR 기기를 사용하면 정적 자기장과 마이크로파를 사용하여 연구 대상 물질에서 짝을 이루지 않은 전자의 거동을 관찰할 수 있습니다. 샘플에서 전자의 거동에 대한 연구는 샘플의 상태에 대한 정보를 제공합니다.

ESR에서 배울 수 있는 것

ESR 측정은 짝을 이루지 않은 전자의 존재뿐만 아니라 수량, 유형, 특성, 주변 환경 및 행동에 대한 정보를 제공합니다.

• 전자가 차지하는 궤도 준위를 반영하는 'g' 값
• 가로 이완 시간과 관련된 선 너비
• 세로 이완 시간과 관련된 포화 특성
• 짝을 이루지 않은 전자의 수
• 초미세 구조 : 전자와 핵 사이의 상호 작용을 나타내는 hfs
• 미세 구조: fs, 전자와 전자 사이의 상호 작용을 나타냅니다.
• 전자 간의 교환을 반영하는 교환 상호 작용

ESR의 응용

• 자성재료, 반도체 등의 전자상태
• 반도체 격자 결함 및 불순물(도펀트)의 전자 상태
• 유리 및 비정질 재료의 구조
• 촉매 반응 추적, 충전 상태 변화
• 광촉매 반응성 및 광화학 반응 메커니즘
• 고분자 중합 공정의 라디칼(광중합, 그래프트 중합)
• 고분자 분해능(광분해, 방사선분해, 열분해, 화학분해)
• 살아있는 유기체의 질병에서 노화와 관련된 활성 산소 라디칼
• 지질의 산화적 분해(식용유, 석유 등)
• 방사선에 노출된 식품 감지
• 격자결함을 이용한 화석연령 및 지질학적 특징 측정

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