軟X射線和X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)-研究生組會presentation課件

1、軟X射線和X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu) Soft X ray and XAFS目錄2、X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用1、軟X射線及X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu) 3、文獻(xiàn)講解軟X射線軟X射線名稱能量（eV）波長（nm）頻率（HZ） 射線4.1 1063 10-41021X-射線2 數(shù)十KeV0.001 0.61019軟X-射線120 2000 eV0.6 101017VUV3 120 eV10 4001016可見光3 1.6 eV400 7601015紅外光.1 幾十 m1013微波.2 300mm109 1011無線電波.30 m107X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu) X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)（X-ray absorption fine

2、structure）是一種同步輻射特有的結(jié)構(gòu)分析方法。XAFS信號是由吸收原子周圍的近程結(jié)構(gòu)決定的，因而提供的是小范圍內(nèi)原子簇結(jié)構(gòu)的信息，包括電子結(jié)構(gòu)和幾何結(jié)構(gòu)。XAFS與長程有序無關(guān)，因而它不像X射線衍射，使用的樣品必須是晶體，樣品可以是晶體，非晶體，固體，液體，甚至氣體；可以用單一的物相，也可以是混合物。X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu) X射線照射到物質(zhì)上與物質(zhì)發(fā)生作用，入射光強度I0與透射光強度I之間關(guān)系： 其中為線吸收系數(shù)，x為X射線透過樣品的厚度 但是人們發(fā)現(xiàn)，在整個波段范圍內(nèi)并不是單調(diào)改變的，在某些位置會發(fā)生吸收跳躍，稱為吸收邊。 X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu) 吸收系數(shù)隨波長的變化X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)精細(xì)結(jié)

3、構(gòu)：在吸收附近及高能廣延段存在著一些分立的峰或波狀起伏，稱為精細(xì)結(jié)構(gòu)精細(xì)結(jié)構(gòu)從吸收邊前，至高能側(cè)延伸約1000eV根據(jù)形成機(jī)制和處理方法的不同，可以分為兩段：（1）近邊結(jié)構(gòu)（Near-edge X-ray Absorption Fine Structure）提供原子價態(tài)及結(jié)構(gòu)信息（2）廣延結(jié)構(gòu)（Extended X-ray Absorption Fine Structure）提供吸收原子的近鄰原子種類，配位數(shù)，配位距離等信息X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu) K3Fe(CN)6和K4Fe(CN)6的Fe K邊XAFS X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用1、非晶態(tài)材料與溶液2、催化劑與催化作用3、生物大分子結(jié)構(gòu)研究4、表

4、面與吸附結(jié)構(gòu)5、缺陷與雜質(zhì)的結(jié)構(gòu)6、環(huán)境和地球化學(xué)7、用XANES做不同價態(tài)元素的定量分析X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用舉例1、用于非晶態(tài)材料和溶液幾種硅（鋁）酸鹽玻璃中Ni的K邊XANES圖，插入部分為硅（鋁）酸鹽玻璃邊前鋒A的放大圖。a,CaNiSi2O6 b,KNiPO4 c,DNi100 d,DNi4 e,NS3 f,NaNi g,KNi h,NiCr2O4X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用舉例2、用于不同價態(tài)元素定量分析吸收邊位置隨氧化價的變化X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用舉例各種不同陰離子的Mn2+化合物的Mn K邊XANESX射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用舉例一些化合物中Mn的K-XANES水溶液中Mn2+的

5、K-XANES具體文獻(xiàn)講解具體文獻(xiàn)講解題目：含有不同的Nb含量的(Ba0.5Sr0.5)(Co0.8Fe0.2)1-xNbxO3- 的軟X射線吸收光譜的研究同步輻射光源：The BESSYSynchrotron Light Source of the Helmholtz-Zentrum Berlin德國柏林物理研究所同步輻射光源，電子能量1.52.0GeV 第三代光源具體文獻(xiàn)講解摘要：混合電子離子導(dǎo)電材料(Ba0.5Sr0.5)(Co0.8Fe0.2)1-xNbxO3- 中，Nb分別以x為0.05，0.10，0.15，0.20替代Co0.8Fe0.2陽離子，用固相反應(yīng)法合成，通過近邊X射線吸收

6、精細(xì)結(jié)構(gòu)（NEXAFS)測試BSCFN中Co的L2，3吸收峰，了解Nb的替換對BSCFN原子電子結(jié)構(gòu)的影響。介紹：BSFC具有良好的氧氣交換性能，高的氧滲透及混合離子及電子的導(dǎo)電性，BSFC稱為固體氧化物燃料電池正極材料很有潛力的選擇。BSFC是具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的氧化礦物，混合離子和電子的BSFC導(dǎo)體，通常保存著一個很大的氧空位濃度，大量移動的氧空位濃度，使BSFC成為很好的氧氣導(dǎo)體。但是若其從立方向變?yōu)榱较?，性能會有很大的下降，參考文獻(xiàn)中可知，不穩(wěn)定的立方BSFC在中間溫度主要與過渡金屬陽離子的氧化不穩(wěn)定性有關(guān)，主要是Co。解決不穩(wěn)定性的的一個方法就是在中間溫度下，用Nb部分替換Co和Fe。而工作的目標(biāo)就是研究Ne替代B位元素BSCF體系最低的未占領(lǐng)的電子能態(tài)和B位配位的影響具體文獻(xiàn)講解實驗：以同樣的方式用固相合成法，制成x分別等于0.05，0.10，0.15，0.20的(Ba0.5Sr0.5)(Co0.8Fe0.2)1-xNbxO3- ，然后干燥，在空氣中分別在950和1000焙燒10小時，研缽研磨2個小時。得到的材料分別記作BSCFN05 BSCFN10 BSCFN1