Nguyên tắc kỹ thuật

Phổ kế hấp thụ tia X (XAS) dựa trên sự tương tác của tia X với các yếu tố cụ thể trong vật chất. Khi tia X đi qua mẫu, các tia năng lượng cụ thể được hấp thụ bởi các nguyên tử trong mẫu, gây ra một bước nhảy electron phát ra tia X có bước sóng cụ thể. Những tia X phát ra này mang thông tin về cấu trúc nguyên tử mẫu và trạng thái điện tử. Cốt lõi của công nghệ XAS là điều chỉnh tinh tế năng lượng tia X, kích thích sự chuyển tiếp electron của các nguyên tố cụ thể trong mẫu và đo năng lượng và cường độ của tia X. Bằng cách phân tích hình dạng, vị trí và cường độ của các vạch hấp thụ, thông tin quan trọng như hóa trị nguyên tố, môi trường phối hợp, loại liên kết hóa học và cấu trúc điện tử cục bộ có thể được thu thập.

Ví dụ ứng dụng

Trong lĩnh vực khoa học vật liệu, công nghệ XAS có thể được sử dụng để nghiên cứu cấu trúc tinh thể của vật liệu, trạng thái điện tử, cũng như phân bố các nguyên tố. Ví dụ, trong nghiên cứu vật liệu pin, công nghệ XAFS có thể thực hiện các thử nghiệm tại chỗ để phân tích sự thay đổi về giá trị và cấu trúc của vật liệu trong quá trình sạc và xả pin, cung cấp cơ sở để tối ưu hóa hiệu suất pin. Trong lĩnh vực hóa học, công nghệ XAS tiết lộ cơ chế phản ứng hóa học và giúp các nhà khoa học hiểu được những thay đổi trong cấu trúc nguyên tử và điện tử trong quá trình phản ứng. Chẳng hạn như nhóm nghiên cứu hóa học Ichcarbon của Đại học Thiên Tân đã sử dụng phổ kế cấu trúc tốt hấp thụ tia X để mô tả cấu trúc điện tử và môi trường phối hợp của chất xúc tác CuxSi, cung cấp những hiểu biết mới về phản ứng trên giao diện Cu-O-Si và chất xúc tác hạt vỏ hạt nhân Cu-Si. Trong sinh học và y học, công nghệ XAS cung cấp những con đường mới để nghiên cứu cấu trúc không gian của các đại phân tử sinh học cũng như chẩn đoán và điều trị bệnh. Ngoài ra, công nghệ XAS có thể được sử dụng trong các tình huống như phát hiện thành phần vật liệu kim loại, xác định độ dày vật liệu màng, phân tích không phá hủy các mẫu khảo cổ.