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1、讲座同步辐射讲座*第一讲同步辐射XAFS实验站及其应用121212韦世强谢亚宁徐法强胡天斗刘文汉刘涛(1中国科学技术大学国家同步辐射实验室合肥230029)(2中国科学院高能物理研究所北京国家同步辐射实验室北京100039)摘要介绍了北京和合肥同步辐射XAFS实验站的性能参数和结构特点,以及在物理、化学、材料和生命科学等研究领域的应用,便于国内广大用户更好地利用其开展高质量的研究工作.关键词XAFS,同步辐射实验站SYNCHROTRONRADIATIONXAFSSTATIONANDITSAPPLICATIONS121212WEISh-iQiangXIEYa-NingXUFa-QiangHU
2、Tian-DouLIUWen-HanLIUTao(1NationalSynchrotronRadiationLaboratory,UniversityofScienceandTechnologyofChina,Hefei230029,China)(2BeijingSynchrotronRadiationFacility,InstitutefoHighEnergyPhysics,ChineseAcademyofSciences,Beijing100039,China)AbstractTheperformanceandpaprametersoftheXAFSstationsintheBeiji
3、ngandHefeiSynchrotronRadiationLaboratoryaredescribedindetail,sothatXAFSusersinChinacandesigntheirmeasurementswellinadvance.Inaddition,XAFSapplicationsinphysics,chemistry,materialscienceandbiologyarereviewed.KeywordsXAFS,synchrotronradiationstationXAFS利用特殊的光学聚焦可进行尺寸为微米量级1引言的XAFS研究.XAFS(X-rayabsorpt
4、ionfinestructure,X射线吸在世界各国的同步辐射储存环上,XAFS站的数收精细结构)技术是同步辐射应用的最重要领域之量最多,开展的研究工作和发表的文章数都占有相[1,2]一.XAFS现象只决定于短程序的相互作用,不需当大的比重.在其他常规结构分析手段难以提供有要样品具有长程有序结构,并且元素的X射线吸收意义的结构信息的情况下,XAFS仍能给出像催化具有元素特征,可以通过调节X射线的能量,对凝剂、非晶材料、液态物质、生物样品等大无序体系的聚态物质的复杂体系中各种元素的原子周围环境分结构参数.我国的北京和合肥两个同步辐射XAFS别进行研究,给出吸收原子邻近配位原子的种类、距站已向
5、用户开放使用,上海的第三代同步辐射光源离、配位数和无序度因子等结构信息,在物理、化学、正在建设,预示着我国会有更多的光源时间提供给材料和生命科学等领域有广泛的应用并解决许多重用户开展研究,为推动我国XAFS研究向前发展作[3,4]18贡献.要问题.尤其是高亮度的第三代同步辐射(10光[5)10]子Ps)的使用和XAFS方法的新发展,使原子2XAFS的基本原理XAFS能够观察原子的价态电子电荷量微小变化(精度达0101e),考察表面吸附原子与衬底的相互作用211XAFS的产生及电荷的转移情况;X射线磁圆二色谱(XMCD)具有任何物质对X射线都有吸收,吸收的大小由该元素特征,能够研究半导体材料
6、和生物样品中原子的电子结构受环境的影响;超快X射线吸收和衍射*国家自然科学基金(批准号:10174068)资助项目、中国科学院谱,采集一个XAFS谱可以在微秒量级时间完成,直/百人计划0资助项目接观察材料中的原子和电子的动力学过程;微区2001-02-16收到初稿,2001-03-01修回#40#物理物质的吸收系数L表示Rj为热无序因子,7、元素的吸收边.在边的高能侧,图2为透射法的同步辐射XAFS装置简图,它吸收系数以一定幅度的振荡形式下降,可延续到边主要由光源、单色器、样品台、测量系统和控制系统后1000eV,该振荡从边后50)1000eV区间称五大部分组成.EXAFS.XANES指能量区间为边前30eV至边后50eV.212单散射理论XAFS产生的物理图像用单散射模型表示如图1,原子A吸收X射线后,内层电子由n态激发出来向外出射光电子波,此波在向外传播
