Das Röntgenabsorptions-Feinstrukturspektrometer (XAFS) ist ein leistungsfähiges Werkzeug zur Untersuchung der lokalen atomaren oder elektronischen Struktur von Materialien und wird häufig in gängigen Bereichen wie Katalyse, Energie und Nanotechnologie eingesetzt. Das Grundprinzip eines Röntgen-Absorptions-Feinstrukturspektrometers (XAFS) besteht darin, dass bei Resonanz der Energie der Röntgenstrahlen mit der Energie einer inneren Elektronenschale eines Elements in der Probe ein plötzlicher Anstieg der Elektronenanzahl angeregt wird und ein kontinuierliches Spektrum entsteht, das als Absorptionskante bezeichnet wird. Nahe der Absorptionskante nimmt mit zunehmender Röntgenenergie und zunehmender Eindringtiefe der Röntgenstrahlen die Absorptionsrate monoton ab. Wird das Spektrum über eine bestimmte Kante hinaus erweitert, lassen sich Feinstrukturen beobachten. XANES-Bereiche (X-ray Absorption Near Edge Structures) erscheinen, sobald Spitzen und Schultern mit einer Breite von über 20 bis 30 Elektronenvolt den Anfangspunkt der Kante passieren. Die Feinstruktur auf der energiereichen Seite der Kante, wo die Energie auf mehrere Hundert Elektronenvolt abfällt, wird als Röntgen-Absorptions-Feinstruktur (XAFS) bezeichnet. Die Hauptmerkmale des Röntgenabsorptions-Feinstrukturspektrometers (XAFS) sind: Empfindlichkeit gegenüber Nahordnung: Die Methode ist von der Nahordnung abhängig und nicht von der Fernordnung. Dadurch können Messungen an einer breiten Palette von Proben durchgeführt werden. Sie kann für amorphe, flüssige und geschmolzene Proben, aktive Katalysatorzentren, Metallproteine ​​usw. sowie für Strukturuntersuchungen von Fremdatomen in Kristallen verwendet werden. Starke Elementeigenschaften: Die Röntgenabsorptionskante weist Elementeigenschaften auf, und für Atome verschiedener Elemente in der Probe kann die atomare Nachbarstruktur verschiedener Elemente in derselben Verbindung durch Anpassen der einfallenden Röntgenenergie untersucht werden. Hohe Empfindlichkeit: Mit der Fluoreszenzmethode können Elementproben mit Konzentrationen von nur einem Millionstel gemessen werden. Umfassende Erfassung struktureller Informationen: Bereitstellung von Parametern, die die lokale Struktur bestimmen, wie etwa der Abstand zwischen absorbierenden Atomen und benachbarten Atomen, die Anzahl und Art dieser Atome sowie der Oxidationszustand absorbierender Elemente. Die Probenvorbereitung ist einfach: Es wird kein Einkristall benötigt, und unter den experimentellen Bedingungen ist die Datenerfassungszeit relativ kurz. Mit einer Synchrotron-Röntgenquelle dauert die Messung einer Spektrallinie in der Regel nur wenige Minuten. Die Hauptvorteile des Röntgenabsorptions-Feinstrukturspektrometers (XAFS) sind: Hauptvorteil: höchstes Lichtstromprodukt Photonenfluss von über 1.000.000 Photonen/Sekunde/eV, mit einer spektralen Effizienz, die um ein Vielfaches höher ist als bei anderen Produkten; Erzielung einer Datenqualität, die der von Synchrotronstrahlung entspricht Hervorragende Stabilität: Die Stabilität der monochromatischen Lichtintensität der Lichtquelle ist besser als 0,1 %, und die Energiedrift bei wiederholter Sammlung beträgt weniger als 50 meV 1% Nachweisgrenze: Hoher Lichtstrom, hervorragende Optimierung des optischen Pfads und hervorragende Stabilität der Lichtquelle gewährleisten, dass auch dann noch hochwertige EXAFS-Daten gewonnen werden können, wenn der gemessene Elementgehalt über 1 % liegt. 4. Anwendungsbereiche des Röntgenabsorptions-Feinstrukturspektrometers (XAFS): Energiebereich: beispielsweise Forschung zu Lithiumbatterien und anderen Sekundärbatteriematerialien, Brennstoffzellenforschung, Forschung zu Wasserstoffspeichermaterialien usw. Mithilfe von XAFS können Konzentration, Valenzzustand, Koordinationsumgebung und dynamische Änderungen von Kernatomen während Lade-Entlade-Zyklen und elektrochemischen Reaktionen ermittelt werden. Katalysebereich: Wird für die Forschung zur Nanopartikelkatalyse, Einzelatomkatalyse usw. verwendet. Erhalten Sie die Morphologie des Katalysators auf dem Träger, die Interaktionsform mit dem Träger und ihre Änderungen während des katalytischen Prozesses durch XAFS sowie die benachbarten Strukturen von Metallionen mit extrem niedrigem Gehalt. Im Bereich der Materialwissenschaften wird das Röntgenabsorptions-Feinstrukturspektrometer (XAFS) zur Charakterisierung verschiedener Materialien, zur Untersuchung komplexer Systeme und ungeordneter Strukturmaterialien, zur Erforschung radioaktiver Isotope, zur Untersuchung verwandter Eigenschaften von Oberflächen- und Grenzflächenmaterialien und zur Untersuchung dynamischer Materialänderungen eingesetzt. Im Bereich der Geologie kann das Röntgenabsorptions-Feinstrukturspektrometer (XAFS) zur Analyse der Elementvalenzzustände von Erzmaterialien in der geologischen Forschung eingesetzt werden. Umweltbereich: XES kann zur Valenzzustandsanalyse von Cr/As-Elementen usw. verwendet werden. Im Bereich der Radiochemie kann ein Röntgenabsorptions-Feinstrukturspektrometer (XAFS) zur Valenzzustandsanalyse von Ce- und U-Elementen usw. verwendet werden. Das Röntgenabsorptions-Feinstrukturspektrometer (XAFS) spielt aufgrund seines einzigartigen Funktionsprinzips, seiner signifikanten Eigenschaften und seiner breiten Anwendungsgebiete eine wichtige Rolle in der modernen wissenschaftlichen Forschung. Es bietet ein leistungsstarkes Mittel, um ein tieferes Verständnis der Mikrostruktur und des chemischen Zustands von Materie zu erlangen und fördert so die Entwicklung und den Fortschritt in zahlreichen Disziplinen.

Das Röntgenabsorptions-Feinstrukturspektrum (XAFS) ist ein leistungsfähiges Werkzeug zum Studium der lokalen atomaren oder elektronischen Struktur von Materialien und wird häufig in gängigen Bereichen wie Katalyse, Energie und Nanotechnologie eingesetzt. Das Prinzip des Röntgenabsorptions-Feinstrukturspektrums (XAFS): Das Röntgenabsorptions-Feinstrukturspektrum bezeichnet hochauflösende Spektren nahe den charakteristischen Kanten der Elektronen im Atomkern, die Röntgenstrahlen absorbieren. Entspricht die Energie der Röntgenstrahlen der Anregungsenergie der Elektronen in der inneren Schale des gemessenen Elements, werden diese stark absorbiert, was zu einer Absorptionsgrenze (oder Absorptionskante) führt. In der Nähe der Absorptionskante weist der Absorptionskoeffizient der Röntgenstrahlen aufgrund von Mehrfachstreuung und anderen Gründen oszillierende Phänomene, die sogenannte Feinstruktur, auf. 2. Hauptvorteile des Röntgenabsorptions-Feinstrukturspektrums (XAFS): (1) Das Produkt mit dem höchsten Lichtstrom, mit einem Photonenfluss von über 1.000.000 Photonen/Sekunde/eV und einer spektralen Effizienz, die um ein Vielfaches höher ist als bei anderen Produkten; Erzielung einer Datenqualität, die der von Synchrotronstrahlung entspricht (2) Ausgezeichnete Stabilität, die monochromatische Lichtintensitätsstabilität der Lichtquelle ist besser als 0,1% und die wiederholte Energiedrift beträgt weniger als 50 meV (3) Eine Nachweisgrenze von 1 %, ein hoher Lichtstrom, eine hervorragende Optimierung des optischen Pfads und eine hervorragende Stabilität der Lichtquelle gewährleisten, dass auch dann noch qualitativ hochwertige EXAFS-Daten gewonnen werden können, wenn der gemessene Elementgehalt über 1 % liegt. 3. Anwendungsgebiete von XAFS: Industrielle Katalyse, Energiespeichermaterialien, Nanomaterialien, Umwelttoxikologie, qualitative Analyse, Schwerelementanalyse usw. 4. Hauptfunktionen von XAFS: (1) Nahbereichsordnung: EXAFS basiert auf Nahbereichswechselwirkungen und nicht auf Fernbereichsordnung. XAFS kann zur Untersuchung der Struktur ungeordneter Systeme wie amorpher, flüssiger, geschmolzener und katalysatoraktiver Zentren verwendet werden. (2) Elementspezifität: Mit der Fluoreszenzmethode können Elementproben mit Konzentrationen von nur einem Millionstel gemessen werden. Durch Anpassung der einfallenden Röntgenenergie können die benachbarten Strukturen von Atomen verschiedener Elemente in derselben Verbindung untersucht werden. (3) Polarisationseigenschaften: Mit polarisierten Röntgenstrahlen können atomare Bindungswinkel und Oberflächenstrukturen in orientierten Proben gemessen werden. Das Röntgenabsorptions-Feinstrukturspektrum ist mit seinen einzigartigen Prinzipien, bedeutenden Eigenschaften und breiten Anwendungsfeldern zu einem unverzichtbaren und wichtigen Werkzeug in vielen Bereichen wie der Materialwissenschaft, der katalytischen Chemie und der Energieforschung geworden und bietet eine starke Unterstützung für die eingehende Erforschung von Materialmikrostrukturen und elektronischen Zuständen.

Gegenwärtig wird XAFS in vielen Bereichen eingesetzt, insbesondere im Bereich der Katalyse- und Batteriematerialforschung, und hat sich zu einer wichtigen Methode zur genauen Charakterisierung entwickelt.

Die Röntgenabsorptions-Feinstruktur (XAFS) ist ein leistungsstarkes Werkzeug zur Untersuchung der lokalen atomaren oder elektronischen Struktur von Materialien auf Basis einer Synchrotronstrahlungslichtquelle.