[科普中國(guó)]-X光吸收光譜

X光吸收光譜（X-ray absorption spectroscopy，縮寫：XAS）是目前廣泛應(yīng)用于取得氣態(tài)、分子及凝體（例如，固體）中，目標(biāo)原子之區(qū)域（原子尺度）結(jié)構(gòu)資訊及電子狀態(tài)的一種技術(shù)。

光源X光吸收光譜可借由調(diào)變X光光子能量，于目標(biāo)原子束縛電子之激發(fā)能量范圍內(nèi)進(jìn)行掃描而得。通常需使用同步輻射設(shè)施以提供高強(qiáng)度并可調(diào)變波長(zhǎng)之X光光束。

光譜區(qū)域與X光吸收光譜相關(guān)的技術(shù)，有稱之為X光吸收細(xì)微結(jié)構(gòu)（X-ray Absorption Fine Structure, XAFS），或延伸X光吸收細(xì)微結(jié)構(gòu)（Extended X-ray Absorption Fine Structure, EXAFS）。

另外，X光吸數(shù)光譜區(qū)段在接近目標(biāo)原子之殼層電子激發(fā)處，目標(biāo)原子之殼層電子吸收光子，會(huì)有一陡直的上升，常稱之為X光吸收近邊緣結(jié)構(gòu)（X-ray Absorption Near-Edge Structures，XANES）或X光吸收近邊緣結(jié)構(gòu)（Near-Edge X-ray Absorption Fine Structure，NEXAFS）。

應(yīng)用及樣品形態(tài)由于X光穿透能力強(qiáng)，光譜各種目標(biāo)原子的吸收區(qū)域重疊性也不高，在分子、材料科學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)、地球科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等各領(lǐng)域都有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用1。其受測(cè)樣品可以是粉末、液體和氣態(tài)樣品。依實(shí)驗(yàn)方法及實(shí)驗(yàn)站設(shè)計(jì)，可進(jìn)行高、低壓、高、低溫、原位（in-situ）實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)方法概述穿透法：最常用且容易的方法，以臺(tái)灣NSRRC同步輻射的X光吸收光譜實(shí)驗(yàn)站為例，X光光源經(jīng)單光器選擇光源能量后，引導(dǎo)至實(shí)驗(yàn)站，以一氣體離子腔偵測(cè)入射光源強(qiáng)度，光束通過(guò)離子腔之后，打在樣品，再由樣品后的離子腔偵測(cè)穿過(guò)樣品后光束剩余強(qiáng)度。在離子腔后，可選擇性加置一參考標(biāo)準(zhǔn)品及另一離子腔，以做為能量校正。實(shí)驗(yàn)時(shí)，改變光源之單光器來(lái)掃描目標(biāo)原子的能量范圍，即可以求取各能量位置的吸收度2。穿透法的限制在于樣品的濃度，過(guò)濃會(huì)有自吸收的效應(yīng)，太稀訊雜比不好也無(wú)法分析。

熒光法：螢光法利用目標(biāo)原子在吸收光源后躍遷回基態(tài)所放出的螢光強(qiáng)度，來(lái)判定被吸收光子的量?？捎糜诟邼舛确勰┗蛞后w形態(tài)的樣品。常用的偵檢器為L(zhǎng)ytle detector，并以特定濾光片去除光源的影響。測(cè)得的螢光光源正比于吸收強(qiáng)度，可以用得到吸收光譜。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

黎明 - 副教授 - 西南大學(xué)