X射線吸收光譜
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X光吸收光譜(X-ray absorption spectroscopy,縮寫:XAS)是目前廣泛應用於取得氣態、分子、及凝體(例如,固體)中,目標原子之區域(原子尺度)結構資訊及電子狀態的一種技術。
光源
[編輯]X光吸收光譜可藉由調變X光光子能量,於目標原子束縛電子之激發能量範圍內進行掃瞄而得。通常需使用同步輻射設施以提供高強度並可調變波長之X光光束。
光譜區域
[編輯]與X光吸收光譜相關的技術,有稱之為X光吸收細微結構(X-ray Absorption Fine Structure, XAFS),或延伸X光吸收細微結構(Extended X-ray Absorption Fine Structure, EXAFS)。另外,X光吸收光譜區段在接近目標原子之殼層電子激發處,目標原子之殼層電子吸收光子,會有一陡直的上升,常稱之為X光吸收近邊緣結構(X-ray Absorption Near-Edge Structures,XANES)或X光吸收近邊緣結構(Near-Edge X-ray Absorption Fine Structure,NEXAFS)。
應用及樣品型態
[編輯]由於X光穿透能力強,光譜各種目標原子的吸收區域重疊性也不高,在分子、材料科學、生物學、化學、地球科學、環境科學等各領域都有相當廣泛的應用。其受測樣品可以是粉末、液體和氣態樣品。依實驗方法及實驗站設計,可進行高、低壓、高、低溫、原位(in-situ)實驗。
實驗方法概述
[編輯]穿透法
[編輯]最常用且容易的方法,以台灣NSRRC同步輻射的X光吸收光譜實驗站為例,X光光源經單光器選擇光源能量後,引導至實驗站,以一氣體離子腔偵測入射光源強度I0,光束通過離子腔之後,打在樣品,再由樣品後的離子腔偵測穿過樣品後光束剩餘強度It。在It離子腔後,可選擇性加置一參考標準品及另一離子腔Ir,以做為能量校正。實驗時,改變光源之單光器來掃描目標原子的能量範圍,即可以求取各能量位置的吸收度。穿透法的限制在於樣品的濃度,過濃會有自吸收的效應,太稀訊雜比不好也無法分析。
螢光法
[編輯]螢光法利用目標原子在吸收光源後躍遷回基態所放出的螢光強度,來判定被吸收光子的量。可用於高濃度粉末或液體形態的樣品。常用的偵檢器為Lytle detector,並以特定濾光片去除光源的影響。測得的螢光光源正比於吸收強度,可以用得到吸收光譜。
電子產率
[編輯]參考文獻
[編輯]外部連結
[編輯]- International XAFS Society, official organization promoting XAS (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)(英文)
- FEFF Project, University of Washington, Seattle (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)(英文)
- GNXAS project and XAS laboratory, Università di Camerino (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)(英文)