转自:米格实验室 同步辐射专区 史老师撰文
自2019年10月份米格实验室上线同步辐射测试服务后,已经进行了3次测试班车的试运营工作,取得了初步的效果,得到了客户的认可与好评。针对测试沟通过程中客户的疑问,米格实验室特推出如下答疑版块,以供更多的客户对同步辐射有更深入的理解。
5. 第一近邻和第二近邻指的是近边还是扩展边里面测试的数据?第一近邻和第二近邻得到怎样的数据?测试近邻数据的意义是什么?
是扩展边里的信息。扩展边测试的是电子在晶格(周围原子的外层电子)散射的作用下产生振荡(K空间),这个振荡是由于周围原子产生的(R空间),第一近邻就是离被测元素原子最近的原子(R空间,第一个峰位置),或叫第一壳层(R空间),离得稍远的就是第二近邻(R空间,第二个峰),依次类推。
不存在第一近邻和第二近邻得到怎样的数据(R空间,因为R空间的结果来自于K空间的傅氏变换,不是真实的原子位置),而是数据能否看到第二近邻以后的散射(K空间)。第一近邻原子由于离得近,受周围原子杂散(不相干)弱,所以K空间的周期振荡比较强,傅氏变换后的R空间第一个峰就会出现,而且很高。第一近邻肯定能看得到。而第二近邻以后,由于杂散增加,周期振荡就会减弱。特别是样品无序度大的时候,就不会形成周期振荡(K空间),也就没有信号(R空间的峰位)出来。
不存在测量第一近邻数据意义是什么。而是我们在检测时,要根据样品情况推测出测量结果能否有足够的振荡来看到第一,第二近邻。第一近邻从材料成分和制备方法特性上就能猜测出什么元素,近似键长等,用xafs就是证实猜测,然后拟合给出平均配位数。第二近邻或第三近邻对于有些材料研究,重要,如需要看到催化剂与载体作用形式,材料的原子结合特点等。往往受材料本身限制,可能测不到。
6.同步辐射选用软X射线还是硬X射线?有何区别?什么样的元素必须用软X射线?
吸收谱需要把电子从芯能级激发到非占有态,所以根据自己想测量的吸收边能量(结合能),来决定用软线(2000ev以下)还是硬线(4000ev以上)中能(2000~4000ev).
H~Si K吸收边,H~Kr L吸收边,Mg~La的M边都是软线范围。
P~Ca 的K边,Rb~Cd的L边Hf~Pb的M边 是中能范围。
Ti以上的K边,In以上的L边,Pb以上的M边都是硬线领域。
具体请参照demeter软件里面的hephaestus =>absorption
7. 如果样品量少,不能使用透过法测试,可以把样品制备成溶液样测试吗?溶液样和粉末样测试,数据上会有很大不同吗?哪种样品可以选择测试溶液样?标准样品可以选择液体样吗?
一般制成溶液的样品都是特殊的需要。对于易溶物,可以获得均匀溶液,测量没有问题,对于难溶物比较困难。
有些材料,在溶液和固体状态,结构是不一样的,做成溶液就可能结构变了,得不到想要的结果。如果变成溶液,结构不变,则没有什么问题。但对大多数肯定是变的,因为被水的羟基或氢键包围,必然导致配位结构的变化。
溶液测量与哪种样品没有关系,只与用户的需求,和想要的结果有关系。比如想知道水合物的结构等。
标准样品也是一样,只有需要特殊结构的时候才会用到溶液下的标准样品。
如果样品量少,可以采用 BN 稀释(固体固体混合),由于没有成键的问题,就没有结构的影响。
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