תהודה מגנטית אלקטרונית (תמ"א) היא טכניקה המאפשרת לחקור מבנים ותכונות של חומרים רבים, כגון מולקולות ביולוגיות גדולות (למשל חלבונים ודנ"א), מוצקים גבישיים ועוד. השיטה מתבססת על אינטראקציות בין אלקטרונים לא מזווגים לשדות מגנטיים. אלקטרון בתוך שדה מגנטי חיצוני בולע אנרגיה משדה הקרינה בתדירות המכונה תדירות לרמור: זוהי התדירות המחוללת את תהודת האלקטרון, הכרוכה במעבר שלו בין מצבים אנרגטיים שונים. האלקטרון יכול ליצור אינטראקציה עם גרעין, שיוצרת מצדה שדה מגנטי אפקטיבי וגורמת להיסט ולפיצול של תדירות התהודה של האלקטרון. תופעה זו נקראת פיצול על-דק. גם לגרעין יש תהודה מגנטית (בשימוש בהדמיה רפואית) בתדר נמוך בהרבה. על ידי שידור (כלומר הקרנה) על התדר הגרעיני ישנה אפשרות לשנות את עוצמת רכיבי הספקטרום העל-דק וכך לגלות את התהודה הגרעינית באופן בלתי-ישיר (הטכניקה נקראת תהודה אלקטרונית-גרעינית כפולה). חקר תופעות התהודה האלה משמש כר נרחב לקבלת מידע על ההתפלגות המרחבית של האלקטרונים והגרעינים. המצאת מיקרוסקופ המנהור הסורק – שפעולתו מבוססת על תנועת אלקטרונים בין קצה של מחט למשטח הנבדק – ופיתוח טכנולוגיה רלוונטית בתחום גלי הרדיו הובילו לפיתוחו של תחום מחקר חדש: גילוי אלקטרון וגרעין בודד. המחקר הנוכחי התמקד במדידת רעש של אלקטרון בודד בתוך הזרם (כלומר תנועת האלקטרונים) של מיקרוסקופ המנהור. השיטה יכולה לגלות את תדירות לרמור ללא צורך בשדה קרינה חיצוני. יתרה מזאת, הגודל הנאנומטרי של אזור המדידה מאפשר גילוי של אלקטרון בודד, ודרך אינטראקציית העל-דק בין האלקטרון לגרעין – גם של גרעין בודד.