
【化】 EXAFS; extended X-ray absorption fine structure
expand; extensive; numerous; vast; wide
delay; engage; extend; postpone; prolong; protract; send for
radial; ray
【医】 radiation; ray
absorb; imbibe; soak; assimilate; draw on; drink in; sorb; suck
【化】 absorption
【医】 absorb; absorption; resorb; resorption; rhoebdesis
【经】 absorption; assimilation
【化】 fine structure
广延X射线吸收精细结构(Extended X-ray Absorption Fine Structure,简称EXAFS)是X射线吸收光谱学中表征材料局部原子结构的关键技术,其名称可从汉英词典角度解析如下:
广延(Extended)
指X射线吸收谱中超出吸收边(如K边、L边)高能侧约50-1000 eV范围的振荡信号。该区域反映了光电子被邻近原子散射产生的干涉效应,其振荡幅度随能量延展范围较宽,故称“广延”。
X射线(X-ray)
指实验使用的电磁波谱范围(波长约0.01–10 nm)。通过同步辐射或X射线管产生的高亮度X射线照射样品,测量其吸收系数变化。
吸收(Absorption)
描述物质对入射X光子的吸收过程。当X射线能量大于原子内层电子结合能时,电子发生电离(光电效应),形成吸收边跃迁。
精细结构(Fine Structure)
指吸收边高能侧叠加在平滑背景上的振荡信号。这些微小波动(幅度约1-10%)包含原子间距、配位数、无序度等局域结构信息,故称“精细”。
物理意义与应用
EXAFS源于光电子波被邻近原子散射后与出射波的干涉:
$$ chi(k) = sum_j frac{N_j f_j(k)}{kR_j} sinleft[2kR_j + delta_j(k)right] e^{-2sigma_j k} $$
其中 $k$ 为光电子波矢,$R_j$ 为配位距离,$N_j$ 为配位数。通过傅里叶变换可提取键长、原子种类及无序度参数(如 $sigma_j$)。该技术适用于非晶态、溶液、生物分子等长程无序体系的近邻结构解析,广泛应用于催化材料、纳米颗粒及环境科学领域。
权威参考来源
广延X射线吸收精细结构(Extended X-ray Absorption Fine Structure,简称EXAFS)是X射线吸收精细结构(XAFS)的重要组成部分,主要用于分析物质中特定元素的局部原子排列结构。以下是详细解释:
EXAFS是指物质在吸收X射线时,吸收系数在吸收边高能侧(约30-1000 eV范围)出现的振荡现象。这种振荡源于被激发的光电子波与周围原子的散射波发生干涉,通过分析干涉信号,可以获取吸收原子周围的近邻原子种类、配位数、键长等信息。
传统X射线衍射(XRD)依赖长程有序结构,而EXAFS仅需短程有序,因此特别适合非晶材料(如聚合物电解质、生物大分子)的研究。
XAFS包括两个区域:
EXAFS自20世纪70年代发展成熟,广泛应用于材料科学、化学、生物学等领域,例如研究催化剂活性位点、电池材料的离子迁移机制等。国内研究组也在20世纪70年代末率先开展了相关实验。
如需进一步了解实验方法或案例,可参考、6、7等来源。
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