EPR（electron paramagnetic resonance，電子順磁共振），由不配對電子的磁矩發(fā)源的一種磁共振技術(shù)，可用于從定性和定量方面檢測物質(zhì)原子或分子中所含的不配對電子，并探索其周圍環(huán)境的結(jié)構(gòu)特性。過去幾十年，由于受到電磁輻射源的限制，只能用來激發(fā)電子：在EPR更為強(qiáng)大的高電磁場和高頻率下，脈沖波（不是連續(xù)波）可以激發(fā)目標(biāo)電子。

圖1：加州大學(xué)圣巴巴拉分校的EPR光譜儀。（Susumu Takahashi提供）

直到最近，EPR光譜才得以用幾十GHz的電磁輻射來實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)在，一個由多個大學(xué)組成的聯(lián)合研究小組成功使用240 GHz的電磁輻射驅(qū)動EPR光譜儀，他們使用這項(xiàng)技術(shù)來研究被束縛在鉆石中的自由基和氮原子的電子自旋。電磁輻射是由美國加州大學(xué)圣巴巴拉分校（UCSB）的自由電子激光器（FEL）產(chǎn)生的。

圖2：加州大學(xué)圣巴巴拉分校的自由電子激光器，用于抽運(yùn)EPR光譜儀。（Susumu Takahashi提供）

UCSB太赫茲科學(xué)技術(shù)學(xué)院院長兼物理教授Mark Sherwin說：“每個電子都可以看作一個微型磁鐵，能夠感應(yīng)到其附近納米尺度范圍內(nèi)的原子所引發(fā)的磁場。利用自由電子激光抽運(yùn)的EPR，我們成功突破了EPR所遇到的電磁瓶頸，使電子能夠運(yùn)動得更快，到達(dá)比以往更遠(yuǎn)的距離。我們期待著科技取得突破性的進(jìn)展，為新藥物和更高效的塑料太陽能電池等新發(fā)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。”

      研究人員說，這一改進(jìn)將揭開籠罩分子世界的面紗，科學(xué)家能以更高的分辨率來研究微小的分子。
 
      這項(xiàng)研究獲得了美國國家自然科學(xué)基金和W.M. Keck基金的資助，發(fā)表在9月20日的《自然》雜志上。