【摘要】 由于同步辐射光源具有高通亮、能谱连续、高相干性等优点,因此物理、化学、生物等领域都有着广泛的应用。

由于同步辐射光源具有高通亮、能谱连续、高相干性等优点,因此物理、化学、生物等领域都有着广泛的应用。其中,X射线吸收谱学(XAS)作为能够被用来研究吸收原子周围局域配位结构强有力的工具,正被越来越多的应用与物质科学研究领域。据统计,在全世界的同步辐射装置上,XAFS实验站一度占据了全部实验站总数的1/4-1/3。

我们可以按照能量范围将X射线吸收谱分为两个不同的部分:边前10eV到边后50eV左右范围内的X射线吸收近边结构(XANES)和边后30或50eV到近1000eV范围的扩展边结构(EXAFS)。它们分别来自于光电子在吸收原子与周围配位原子之间的多次散射(图二b)和单次散射效应(图二a)。XANES的理论相比 EXAFS来说发展的更为缓慢。虽然早在上世纪七十年代中期就已经知道用吸收原子周围原子簇团的多次散射来解释,但上世纪80年代才有了真正的发展。尽管XANES的理论解释与定量计算要比 EXAFS难得多,但是由于XANES相对于EXAFS包含了更多的信息,因此现在越来越受到人们的重视。

图二 光电子单次散射过程(a)和多重散射过程(b)

如图三中所示,XANES谱可以分为三部分:即边前峰、吸收边和近边。表一中给出了各个部分产生的原因以及它们能够提供的信息。

图三  Ba2TiO4中T的K边XANES谱

表一 XANES三个部分各自产生的机理及提供的信息

[1]Bare, SR 2008,XANES measurements and interpretation.APS XAFS School.

[2]A. Bianconi, EXAFS and Near Edge Structure, Springer-Verlay, Berlin, 1983.

[3]陈双明. 贵金属纳米颗粒的结构及形成机制的XAFS研究[D].中国科学技术大学,2014.

 

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