Enthält ein Material ungepaarte Elektronen, so kann man ESR (Elektronen-Spin Resonanz) verwenden, um die Wechselwirkung der Elektronen mit einem externen Magnetfeld, oder mit anderen Spins zu untersuchen. Dafür verwendet man Photonen im Mikrowellenbereich (in unserem Labor im Frequenzbereich von 2 bis 35 GHz), um die Elektronenspins anzuregen. Dies erlaubt einem, z.B., Struktur und Dynamik von Biomolekülen zu untersuchen. Elektronenspins sind ausserdem sehr interessant als Quanten-Bits für die Quanteninformationsverarbeitung.
Links: Struktur des aktiven Zentrums von Azurin. Rechts: ESR Mikroresonator mit einem einzelnen Streifen aus Permalloy.