表面X射线吸收谱英文解释翻译、表面X射线吸收谱的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 surface X-ray absorption spectroscopy
分词翻译:
表面的英语翻译:
surface; exterior; facade
【化】 surface
【医】 superficies; surface
射线的英语翻译:
radial; ray
【医】 radiation; ray
吸收谱的英语翻译:
【医】 absorption spectrum
专业解析
表面X射线吸收谱(Surface X-ray Absorption Spectroscopy, 简称SXAS或表面XAS)是一种用于研究材料表面原子局域结构、电子状态及化学环境的尖端分析技术。其核心原理是通过测量材料表面对特定能量X射线的吸收系数随入射光子能量的变化,获取吸收边附近及高能区的精细结构信息。以下是详细解释:
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术语解析与汉英对照
- 表面 (Surface): 指被分析样品的表层区域(通常指最外几纳米深度)。英文对应 "Surface",强调技术对表面敏感的特性,区别于体相X射线吸收谱(Bulk XAS)。
- X射线 (X-ray): 指使用的入射光源为高亮度、能量可调的X射线,通常来自同步辐射光源。英文对应 "X-ray"。
- 吸收 (Absorption): 指测量过程的核心是探测X射线光子被样品中特定元素(吸收原子)吸收的程度。英文对应 "Absorption"。
- 谱 (Spectrum/Spectroscopy): 指通过扫描X射线光子能量,记录吸收系数随能量变化的图谱,并从中解析出结构信息。英文对应 "Spectrum" 或 "Spectroscopy"。因此,全称表面X射线吸收谱 的英文标准术语为Surface X-ray Absorption Spectroscopy (SXAS)。
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核心原理
当入射X射线的能量达到样品中特定元素(如Fe, Cu, Pt等)的内层电子(如K层或L层)结合能时,会发生共振吸收,电子被激发到未占据态或电离。吸收谱记录了吸收系数μ(E)在吸收边附近(XANES, X射线吸收近边结构)和更高能量范围(EXAFS, 扩展X射线吸收精细结构)的精细振荡:
- XANES区: 主要反映吸收原子的电子结构(氧化态、对称性、轨道占据)和近邻配位原子的几何构型(如八面体、四面体配位)。
- EXAFS区: 提供吸收原子周围近邻原子的种类、数量、距离和无序度等定量结构信息。这些振荡源于出射的光电子波被周围原子散射后与原始波发生干涉。
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技术特点(表面敏感性)
表面XAS之所以能专门研究表面,主要依赖于两种实验模式:
- 电子产额模式 (Electron Yield): 测量X射线吸收后产生的俄歇电子或二次电子。这些电子逃逸深度很短(通常1-10 nm),因此主要携带表面信息。包括全电子产额(TEY)和部分电子产额(PEY)。
- 荧光产额模式 (Fluorescence Yield): 测量吸收原子退激时释放的X射线荧光光子。对于低浓度样品或需要体相信息对比时使用。表面灵敏度通过掠入射几何(Grazing Incidence)实现,使X射线主要与表面层相互作用。
- 俄歇电子产额模式 (Auger Electron Yield): 直接探测特定俄歇电子,具有元素特异性和表面敏感性。
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应用价值
表面XAS在材料科学、表面科学、催化化学、电化学、环境科学等领域有广泛应用:
- 确定催化剂表面活性中心的化学状态(氧化态)和局部配位环境。
- 研究电极/电解质界面在电化学反应过程中的结构演变。
- 表征薄膜、纳米颗粒、量子点等纳米材料的表面结构与体相差异。
- 分析材料表面吸附物种的键合方式和吸附位点。
- 研究腐蚀、钝化等表面过程。
权威参考来源:
- 国际晶体学联合会 (International Union of Crystallography, IUCr): IUCr旗下的期刊(如Journal of Synchrotron Radiation)和报告是X射线吸收谱方法的标准参考来源之一,详细定义了XAS(包括表面XAS)的原理、实验方法、数据分析和应用。其官网提供大量教育资源和技术报告。https://www.iucr.org/
- 美国物理学会 (American Physical Society, APS): APS出版的物理评论期刊(如Physical Review B)经常刊载利用表面XAS进行前沿物理研究的论文,其网站和资源是理解该技术物理基础的重要参考。https://www.aps.org/
- 同步辐射光源机构 (Synchrotron Radiation Facilities): 如美国阿贡国家实验室的先进光子源(APS)、欧洲同步辐射装置(ESRF)、日本SPring-8等。这些机构的官方网站通常有详细的技术介绍、实验方法手册和应用案例,是表面XAS实验技术和应用最权威、最前沿的来源。
- 经典教科书与综述:
- Koningsberger, D. C., & Prins, R. (Eds.). (1988). X-ray Absorption: Principles, Applications, Techniques of EXAFS, SEXAFS and XANES. John Wiley & Sons. (经典参考书,涵盖表面EXAFS (SEXAFS))。
- Stöhr, J. (1992). NEXAFS Spectroscopy. Springer-Verlag. (专注于近边结构(NEXAFS/XANES)及其在表面科学的应用)。
- de Groot, F. (2001). High-resolution X-ray emission and X-ray absorption spectroscopy. Chemical Reviews, 101(6), 1779-1808. (权威综述,包含表面XAS内容)。
网络扩展解释
表面X射线吸收谱(Surface X-ray Absorption Spectroscopy,简称Surface XAS)是一种针对材料表面原子层结构分析的光谱技术,其核心原理与常规X射线吸收谱(XAS)一致,但聚焦于表面数原子层的特性。以下是详细解释:
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基本原理
通过调控X射线能量,激发材料中特定元素的内层电子跃迁(如K层或L层)。当X射线能量达到原子吸收边时,吸收系数突变,形成特征吸收边(如Cu的K吸收边为8.98 keV)。表面XAS通过掠入射(grazing incidence)等实验手段,增强表面信号的探测灵敏度,减少体相原子的干扰。
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关键特征
- 吸收边(Absorption Edge):对应电子跃迁的临界能量,反映元素种类及化学态(如氧化态)。
- 精细结构(XAFS):吸收边后的振荡信号来源于光电子被邻近原子的散射,可推断表面原子的配位数、键长等局部结构信息。
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应用领域
主要用于催化材料、表面化学反应、薄膜材料等领域,例如:
- 分析催化剂表面活性位点的原子排列;
- 研究表面吸附分子与基底的作用机制。
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技术优势
相较于体相XAS,表面XAS能区分表面与体相的结构差异,适用于界面化学过程的原位研究。
参考来源:相关技术细节可进一步查阅化工仪器网及材料测试指南的完整内容。
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