العمليات الفيزيائية : انتقال الإلكترون ونثر التداخل

عندما الأشعة السينية الطاقة تصل إلى طاقة التأين من الإلكترونات داخل الذرة ( على سبيل المثال ، ك ، ل طبقة ) ، والإلكترون هو متحمس على شكل الكتروضوئي ، القفز على حافة الامتصاص . الكتروضوئي يسافر إلى الخارج في شكل الدالة الموجية ، إذا كان بالقرب من ذرات متجاورة ، مرونة نثر ( ارتداد مبعثر ) سوف تحدث . هذه العملية يمكن وصفها كميا لامبرت بيل القانون : العلاقة بين معامل الامتصاص μ ( هـ ) و سمك العينة د ، شدة الحادث أنا

تقسيم الطاقة : التعاونية تحليل xanes و exafs

امتصاص الأشعة السينية بالقرب من حافة الهيكل ( xanes ) .

المنطقة متذبذبة بقوة من 10ev إلى 50ev بعد التركيز على حافة الامتصاص ، مما يعكس تأثير تشتت متعددة الضوئية و الذرات المجاورة . . . . . . . الخصائص الطيفية ( على سبيل المثال ، الحافة الأمامية ، الأخرم ) ترتبط ارتباطا مباشرا مع توزيع كثافة الإلكترونات من ذرات الامتصاص ، على سبيل المثال ، من خلال التحول من حافة الامتصاص ، يمكننا كميا تحليل عنصر التكافؤ التغييرات ( على سبيل المثال ، التمييز بين الحديد ⁺ و الحديد ⁺ ) و وجود الحافة الأمامية يكشف عن معلومات عن المدارات الجزيئية غير المحتلة . . . . . . .

تمديد امتصاص الأشعة السينية هيكل غرامة ( exafs ) .

ضعف المنطقة متذبذبة من 50-1000ev بعد امتصاص الجانب مغطى . من خلال تحويل فورييه ، إشارة التذبذب هو تحويلها إلى شعاعي دالة التوزيع ، والتي يمكن الحصول على معلومات دقيقة عن طول السندات ( دقة تصل إلى 0.01 آلاند ) ، التنسيق و اضطراب درجة . على سبيل المثال ، في دراسة المواد بطارية ليثيوم أيون ، exafs يمكن أن تكشف عن تطور التنسيق البيئة من المعادن التي تمر بمرحلة انتقالية ( مثل ني ، المشارك ) أثناء الشحن والتفريغ .

الطرق التجريبية : متعددة تناسب الموقع توصيف

طريقة انتقال

مناسبة لأنّ عال - تركيز العينات ( مثل مسحوق ، رقيقة ) ، من خلال قياس معدل انتقال الأشعة السينية كثافة نسبة حساب معامل الامتصاص . سمك العينة يجب أن تسيطر عليها لتجنب تأثير الامتصاص الذاتي ، والتي غالبا ما تستخدم في تحليل ثابت من الكريستال ، غير متبلور السائل العينات .

مضان نمط

باستخدام كثافة إشارة مضان المنبعثة من الذرات المستهدفة بعد الإثارة ، امتصاص كمية يمكن استخلاصه مرة أخرى . على سبيل المثال ، في دراسة حزب العمال المحفزات في خلايا الوقود ، مضان نمط يمكن أن تحدد بدقة تنسيق الدولة من حزب العمال الذرات على السطح .

تقنية Operando في الموقع

جنبا إلى جنب مع ارتفاع الضغط ، وارتفاع وانخفاض درجة الحرارة أو البيئة الكهروكيميائية ، في الوقت الحقيقي تتبع هيكل المواد في عملية رد الفعل . على سبيل المثال ، في دراسة electrocatalytic CO ₂ الحد ، في الموقع XAS يمكن أن تكشف عن حالة التكافؤ و تنسيق آلية إعادة بناء موقع نشط من المحفزات .

ميزة التقنية وتطبيق نموذجي

XAS ليس لديها متطلبات صارمة على شكل عينة ( مسحوق ، السائل ، الغاز ) و لا ضرر على عينة ، ويستخدم على نطاق واسع في مجالات علم المواد ، وتخزين الطاقة ، والرصد البيئي ، وهلم جرا . على سبيل المثال ، في دراسة نادرة الأرض مخدر مواد أشباه الموصلات ، XAS يمكن تحليل هيكل المحلية التشويه و توزيع الدول الالكترونية في وقت واحد . في مجال الطب الحيوي ، XAS يمكن استخدامها لوصف البيئة المعقدة ايونات المعادن في البروتينات المعدنية مثل الهيم

من خلال تحليل xanes و exafs التعاونية ، جنبا إلى جنب مع انتقال ، مضان ، في الموقع نماذج تجريبية ، xas أصبحت أداة رئيسية في الكشف عن العلاقة بين البنية الذرية والممتلكات المادية ، وتعزيز التنمية من البحوث الأساسية إلى التطبيقات الصناعية .