Spectroscopie XANES
XANES spectroscopie (din limba engleză de absorbție a razelor X în apropierea structurii de margine) este un tip de spectroscopie XAS . Într-adevăr, spectrul XAS este împărțit în mod convențional în regiunea XANES (X-ray Absorption Near Edge Structure), de la înainte de prag la aproximativ 50 eV după prag și în regiunea EXAFS (Extended X-ray Absorption Fine Structure), care se extinde până la capătul spectrului.
Istorie
În anii 1960, cercetările s-au concentrat pe spectrele de absorbție X ale atomilor. În aceste spectre, stările legate de Rydberg apar sub energia de ionizare a nivelului miezului și, deasupra energiei potențiale de ionizare, apar vârfuri de absorbție datorate dublei excitații. [1]
Originea fizică a structurilor din spectrele de absorbție a razelor X în materie condensată în regiunea cu energie scăzută în apropierea pragului de absorbție de la nivelurile atomice interne a fost investigată în anii 1970 folosind primele laboratoare de radiații sincrotronice: în Europa la electrosincrotronii din Frascati și Hamburg și în SUA la inelele de acumulare Madison din Wisconsin și SSRL la Stanford. Dezbaterea aprinsă a fost între mai multe ipoteze concurente pentru stări finale:
- Excitonii de bază;
- Densitatea stărilor neocupate ale benzii de conducere;
- Orbitalele moleculare goale (numite structuri Kossel);
- Stări atomice cu energie ridicată;
- Excitații duble;
- Oscilații EXAFS;
- Formați rezonanțe sau rezonanțe multiple de împrăștiere. [2]
Acronimul XANES a fost inventat în 1980 de Antonio Bianconi [3] pentru a indica spectrele de absorbție a razelor X în care stările finale sunt descrise prin rezonanțe multiple de împrăștiere. De fapt, rezultatele experimentale obținute la Stanford Synchrotron Radiation Laboratory (SSRL) au validat în mod clar ipoteza că stările finale din continuum în regiunea 5-100 eV deasupra pragului au fost „rezonanțe ale puțului interior” descrise de teoria împrăștierii multiple și stările finale la prag au fost „excitații de bază” în izolatori și stările energetice Fermi în metale.
În 1982 a fost publicat primul articol privind aplicarea acestei tehnici pentru determinarea structurii locale în sisteme complexe metalo-organice [4] .
Recent, comunitatea științifică a ajuns la un acord cu privire la interpretarea spectrelor XANES pe baza metodei teoretice pentru a descrie starea finală numită „împrăștiere multiplă completă” în conformitate cu propunerea lui Bianconi din 1980. [5] .
Diferențe între XANES și EXAFS
Chiar dacă împărțirea dintre XANES și EXAFS nu se bazează pe baze teoretice ferme, diferite aspecte pot fi investigate cu cele două tehnici.
| XANES | EXAFS | |
| informație | geometrie starea de oxidare | numere de coordonare distanțe tulburare |
|---|---|---|
| procesele implicate | tranziții în rezonanță procese cu multe corpuri (multi-electronice și difuzie multiplă) | difuzie unică, dublu sau triplu |
| modelare | foarte complex, potrivit pentru sisteme simple puține aproximări posibile | efectiv multe aproximări posibile |
| analize | simplu dacă calitativ complex dacă cantitativ | moderat de complexă |
| limita probabilă | peste 1 nm în jurul absorbantului | de obicei mai puțin de 0,6 nm |
Notă
- ^ U. Fano și J. Cooper, Distribuția spectrală a forțelor oscilatorului atomic . Recenzii despre fizica modernă 40, (1968) 441
- ^ J. Dehmer și D. Dill, rezonanțe de formă în fotoionizarea K-Shell a moleculelor diatomice Physical Review Letters 35, (1975) 213
- ^ A. Spectroscopia de absorbție cu raze X a suprafeței Bianconi : Surface EXAFS și surface XANES , Applications of Surface Science (1980) pp. 392-418
- ^ A. Bianconi, M. Dell'Ariccia, PJ Durham, JB Pendry Rezonanțe cu dispersie multiplă și efecte structurale în spectrele de margine de absorbție a razelor X ale complexelor de hexacianidă Fe II și Fe III , Phys. Rev. B 26, 6502-6508 (1982)
- ^ JJ Rehr și AL Ankudinov, Progres în teoria și interpretarea XANES , Coordination Chemistry Reviews , 249, (2005) 131
Elemente conexe
linkuri externe
- ( EN ) Spectroscopie cu absorbție de raze X în apropierea marginii (XANES) la site-ul web al Universității din Calgary (Calgary, Alberta, Canada) ( PDF ), la chem.ucalgary.ca . Adus pe 29 ianuarie 2010 (arhivat din original la 3 ianuarie 2012) .
