为何同步辐射是XAFS研究的理想光源？

杭州博测材料科技有限公司2025-08-06

同步辐射光源的亮度（光子通量/单位面积/单位立体角）比实验室X光机高10⁶–10¹²倍。超高亮度使测量成为可能：① 痕量样品（如生物体内金属蛋白，金属浓度<1 mM）；② 高吸收基质（如重金属掺杂的玻璃）；③ 微区分析（微束XAFS，空间分辨率达μm级）。例如，在环境科学中可分析单颗粒大气气溶胶中的Pb形态；在材料科学中可扫描电池电极微区，揭示充放电不均匀性。

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杭州博测材料科技有限公司 2025-08-08

同步辐射产生连续谱（从红外到硬X射线），通过双晶单色器（如Si(111) ΔE/E≈10⁻⁴）实现能量精确选择（步进<0.1 eV）。这对XAFS至关重要：① 扫描吸收边（如Pt L₃边11564 eV，需在±200 eV范围密集采样）；② 分辨近边特征（如Mn化合物中K边前6539 eV的弱峰指示四面体配位）。实验室光源（固定靶材能量）无法覆盖所有元素边，且分辨率不足。

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杭州博测材料科技有限公司 2025-08-10

同步辐射具有天然线偏振性（电矢量在轨道平面内），可用于研究各向异性体系：如层状材料中金属-配体键的方向性（旋转样品测量角度依赖XAFS）。此外，脉冲式发光（脉宽<100 ps）支持时间分辨XAFS：① 快反应动力学（如光催化中激发态结构，ms至μs尺度）；② 泵浦-探测技术（如激光激发后瞬态结构的捕捉）。欧洲XFEL等第四代光源更可进行fs级超快XAFS研究。

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