EPR分光法の選択ルール

電子常磁性共鳴 (EPR) 分光法は、常磁性物質の電子構造を研究するために使用される強力な技術です。これは、磁場における不対電子の性質と相互作用についての貴重な洞察を提供します。EPR 分光法の選択ルールは、異なるエネルギー レベル間の飛躍を許可または禁止する条件を確立します。これらの選択ルールを理解することは、データを解釈し、EPR スペクトルから意味のある情報を抽出するために不可欠です。

EPR のローテーション選択ルール

最も基本的な EPR 分光法の選択ルールはスピン選択ルールです。電子ジャンプが発生するには、スピン射影量子数 (m_s) が ±1 変化する必要があると述べています。m_s 値は、外部磁場に対する電子スピンの方向を表します。このシフトは、スピン反転 (平行から反平行、またはその逆) またはスピン保存 (平行から平行、または反平行から反平行) によって引き起こされる可能性があります。

EPR における磁気量子数の選択規則

磁気量子数 (m_l) の選択規則も EPR 分光法では重要です。遷移による m_l 値の変化は ±1 でなければならないと記載されています。m_l値は、磁場軸に沿った電子の角運動量の成分に関連しています。EPR リープには通常、電子軌道の角運動量の変化が伴い、その結果 m_l 値が変化します。

EPR の遷移選択ルール

EPR 分光法におけるもう 1 つの重要な選択規則は、遷移選択規則です。それは、スピンと磁気量子数の選択規則に従って、許可された飛躍のみが EPR スペクトルで観察されると述べています。選択ルールに違反する禁止された遷移は検出されません。この規則により、スペクトル特徴の解釈と割り当てが容易になります。

EPR での禁止された遷移

禁じられたリープは選択ルールに厳密に違反しますが、非常に低い確率で発生することがあります。禁じられた飛躍は、通常、スピンと軌道の角運動量を結合するスピン軌道結合などの弱い相互作用によって引き起こされます。これらの飛躍は、通常、許容される飛躍と比較して弱いスペクトル特徴として観察されます。

したがって、選択規則は EPR 分光法において重要な役割を果たし、常磁性物質のエネルギー準位間の遷移を制御します。スピン選択ルール、磁気量子数選択ルール、およびレプトン選択ルールにより、EPR スペクトルの解釈と分析を可能にする許可および禁止リープが特定されます。これらの選択規則を理解することは、研究者が EPR 分光法を使用する際に、常磁性系の電子構造、スピンダイナミクス、および磁気特性に関する貴重な情報を抽出するのに役立ちます。

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