“足不出戶，走進XAFS” proXAS高分辨實驗室桌面NEXAFS譜儀助力材料化學(xué)結(jié)構(gòu)表征分析
近年來，XAFS技術(shù)，包括X射線近邊結(jié)構(gòu)吸收譜XANES/NEXAFS (X-ray absorption near-edge structure) 和X射線精細結(jié)構(gòu)吸收譜EXAFS (Extended X-ray absorption fine structure)，已成為在原子層面研究材料局域結(jié)構(gòu)和化學(xué)反應(yīng)過程的強有力手段，廣泛應(yīng)用于材料、催化、能源、納米等熱門領(lǐng)域。
在實現(xiàn)對中心吸收原子周圍化學(xué)環(huán)境分析的基礎(chǔ)上，XAFS技術(shù)能夠進一步研究原子尺度下的新奇的物理化學(xué)反應(yīng)過程。然而，與其他常規(guī)光譜儀不同的是，這類表征技術(shù)通常需要依賴高通量的同步輻射光源。目前我國有XAFS表征需求的科研人員眾多，但我國的同步輻射XAS表征線站機時極其有限，遠遠不能滿足現(xiàn)有的測試需求，沒有易獲取的實驗室級儀器設(shè)備極大地限制了XAFS技術(shù)在各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。
于是，越來越多的高端科研用戶開始聚焦實驗室桌面式XAFS系統(tǒng)。然而，實驗室桌面XAFS與同步輻射XAFS技術(shù)相比，最大的挑戰(zhàn)就是要發(fā)展具有高能量分辨率的實驗室XAFS譜儀，從而獲得高質(zhì)量的XAFS譜圖。
德國HP Spectroscopy公司推出的高分辨率的實驗室桌面NEXAFS系統(tǒng)proXAS，極大地提高了平場光柵元件有限的光譜分辨率，同時保留了較寬的光譜能量采集范圍。得到的高質(zhì)量NEXAFS譜圖實現(xiàn)了E/ΔE = 1535的能量分辨率。另外，proXAS能夠同時進行樣品多個吸收邊的測試，極大地推進了實驗室桌面NEXAFS技術(shù)在材料化學(xué)分析領(lǐng)域的應(yīng)用。
相較于電子打靶產(chǎn)生硬X射線的成熟方法，在實驗室內(nèi)高效的產(chǎn)生軟X射線的技術(shù)相對較新。proXAS利用脈沖激光轟擊Kr氣產(chǎn)生的1-6nm軟X射線，來進行sXAS實驗。截止發(fā)稿日期，proXAS仍是目前首臺商業(yè)化的軟X射線吸收譜儀（200-1200eV能段/透射模式）。
以下是proXAS對幾種有機物（PMDA-ODA聚酰亞胺、木質(zhì)素、聚苯乙烯泡沫、黃原膠和乳酸鈣）的C K邊、Ca L邊和O L邊的測速結(jié)果。值得一提的是，為了得到高質(zhì)量的NEXAFS譜圖，每個樣品均經(jīng)過多次重復(fù)測試，而其化學(xué)性質(zhì)并未因輻照損傷而發(fā)生改變。
proXAS測得的幾種有機物的 (a) C K邊、(b) Ca L邊及 (c) O K邊吸收譜
以下是proXAS的實測樣品結(jié)果與相同樣品的同步輻射測試結(jié)果對比
1
proXAS對4種含鐵礦物（針鐵礦、赤鐵礦、水鐵礦和Cca-2綠泥石）的O K邊NEXAFS 測量結(jié)果（左）與同步輻射同類測試結(jié)果（右）
2
proXAS對PMDA-ODA聚酰亞胺的C K邊NEXAFS 測量結(jié)果（左）與同步輻射同類測試結(jié)果（右）
3
proXAS對CeO2的O元素的K邊的NEXAFS 測量結(jié)果（左），包含同類樣品的同步輻射測量結(jié)果（右）
毫無疑問，proXAS的出現(xiàn)，使得在常規(guī)實驗室內(nèi)利用XAFS技術(shù)進行軟X射線范圍內(nèi)的固體材料結(jié)構(gòu)分析成為可能，是在同步輻射以外進行XAFS光譜測試最理想的替代方案。讓廣大科研用戶在實驗室里實現(xiàn)足不出戶，走進XAFS，對實現(xiàn)有機和無機化學(xué)領(lǐng)域材料XAFS技術(shù)的實驗室應(yīng)用具有積極的推動作用。
關(guān)于HP Spectroscopy
德國HP Spectroscopy公司成立于2012年，致力于為全球科研及工業(yè)領(lǐng)域的客戶定制最佳X射線解決方案，是全球領(lǐng)先的科研儀器供應(yīng)商?，F(xiàn)可提供5-12keV的實驗室硬X射線吸收譜儀hiXAS，以及200-1200eV的軟X射線吸收譜儀proXAS，產(chǎn)品線還包括XUV/VUV/X-ray光譜儀，beamline產(chǎn)品等。主要團隊由x射線、光譜、光柵設(shè)計、等離子體物理、beamline等領(lǐng)域的專家組成。長期與全球領(lǐng)先的研究機構(gòu)的科學(xué)家維持緊密合作，關(guān)注前沿技術(shù)，保持產(chǎn)品的迭代與創(chuàng)新。
眾星聯(lián)恒科作為HP Spectroscopy中國區(qū)XAS系統(tǒng)授權(quán)總代理商，為中國客戶提供所有產(chǎn)品的售前咨詢，銷售及售后服務(wù)。我司始終致力于為廣大科研用戶提供專業(yè)的EUV、X射線產(chǎn)品及解決方案。如果您有任何問題，歡迎聯(lián)系我們進行交流和探討。
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