High field dynamic nuclear polarization and electron paramagnetic resonance

Cet article met en lumière deux méthodes de spectroscopie magnétique qui se sont fortement développées récemment. Elles ont en commun d’utiliser le moment magnétique associé au spin électronique qui est significativement plus grand que ceux associés aux spins nucléaires.

Ainsi, à température et champ magnétique donnés, la polarisation des électrons est bien plus grande que celles des noyaux. Cette propriété est utilisée en polarisation dynamique nucléaire (DNP) pour augmenter de plusieurs ordres de grandeur la sensibilité de détection des spins nucléaires.

Dans cet article est décrit notamment comment le développement récent de sources micro-ondes haute fréquence et haute puissance et de sondes DNP compatibles avec la rotation pneumatique de l’échantillon (« à l’angle magique ») ont permis d’étendre cette technique d’hyperpolarisation jusqu’aux champs magnétiques les plus intenses actuellement accessibles.

Puis est montré comment l’utilisation d’un moment magnétique électronique important permet aussi de mesurer des distances longues dans des systèmes désordonnés par résonance paramagnétique électronique impulsionnelle, ce principe consistant à mesurer l’interaction dipolaire entre deux spins électroniques grâce à une séquence appelée DEER. Il est ainsi possible de mesurer des distances allant jusqu’à 80 Å dans des systèmes désordonnés. Les applications sont nombreuses en chimie et biologie.