Empyrean XAS

多目的X線プラットフォームに、局所の化学的知見をプラス

X線吸収分光法(XAS)とEmpyreanがついに1つになりました。

Empyrean XASにより、ラボでのXANES測定とEXAFS測定をEmpyreanプラットフォームのX線回折(XRD)、X線散乱、イメージング技術に追加しました。1台の装置に複数の構造解析技術を集約したことで、Empyreanは、長距離構造、ナノスケールの組織構造、局所化学環境を、1つの一貫したワークフローで結びつけています。

1つのプラットフォームで多角的に構造解析。

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プラットフォームを切り替えることなく回折から分光測定に対応

Empyreanは常に、柔軟性のある多目的X線プラットフォームとして設計されてきました。X線吸収分光法(XAS)機能を統合したことで、より多くの研究者の方々に、装置1台で複数の構造の長さスケールで、材料を調査していただけるようになりました。

Empyrean XASを使用すると、次のことが可能になります。

  • 回折法による長距離結晶構造の決定
  • 散乱技術によるナノスケールの組織構造の解析
  • 構造的画像データの捕捉
  • XAS技術による局所的化学環境の調査

すべての技術を同一プラットフォームで実行できるため、一貫した実験条件下で測定が可能となり、データセット間の比較精度が向上します。

材料に対する理解が深まる。ラボでのワークフローを簡易化。

詳しく学ぶ:Application of X-ray absorption spectroscopy with a laboratory X-ray powder diffractometer(ラボ用粉末X線回折装置を用いたX線吸収分光法の応用(論文))

結晶格子の枠を超えた構造の理解

XASでは、個々の元素の局所的な化学環境に関する知見が直接的に得られます。XASでは、元素の吸収端近傍におけるX線吸収の様子を測定することで、次のことが可能になります。

  • 酸化状態の識別
  • 配位構造の決定
  • 原子間距離の測定
  • 短距離秩序の調査

Empyreanは、安定的で再現性のあるエネルギー走査を実現する専用の透過構成で、XAS測定を行います。

X線吸収端近傍構造(XANES)は、吸収端付近の酸化状態と電子構造に関する情報を提供し、広域X線吸収微細構造(EXAFS)は、より高いエネルギー領域における短距離原子配列を解析します。

回折技術と散乱技術を組み合わせることで、XASは、研究者が単一の実験ワークフロー内で「局所化学 → ナノスケール構造 → 長距離結晶構造」を関連付けることを可能にします。

信頼性の高い定量的知見

Empyrean XASは、定性分析と定量分析の両方について、高品質で再現性のあるスペクトルデータを提供します。

高エネルギー分解能により、酸化状態や配位環境に敏感な吸収端前領域の特徴など、詳細なXANES分析が可能となります。 

高エネルギー領域では、システムが定量的なEXAFS分析に適した広いk範囲を提供し、配位数や原子間距離などの構造パラメータの抽出が可能となります。

測定は透過法配置を用いて行われ、幅広い材料の定量的構造を解釈する、信頼性が高く再現性のある手法が実現します。

幅広い元素とエネルギーに対応

Empyrean XASは、広範囲にわたる周期表の元素測定に対応し、次の2つの分析が可能です。

  • 中Z元素(Ti、Fe、Ni、Moなど)のK吸収端
  • 重元素(BaやCeなど)のL吸収端

利用可能なエネルギー範囲:4~20+ keV

この性能によって、エネルギー貯蔵、触媒反応、機能材料、環境システムなど、幅広い材料の分析に対応します。

複数の吸収端を1回の実験で測定し、多元素を含む複合材料の特性評価を効率的に行います。

複数の吸収端を測定する機能で複合材料に対応

多くの先端材料は、複数の元素間の相互作用に依存しています。Empyrean XASを使用することで、1回の実験で複数の吸収端を測定できます。

次のような複合材料を効率的に分析:

  • 多成分触媒
  • 電池用電極
  • 機能性酸化物
  • 多元素合金

装置を何度も再設定し直すことなく複数の吸収端を連続して検出するため、元素間の関係をより効率的に評価することができます。

その結果、より迅速に実験を行い、包括的なデータセットが得られます。

Empyreanプラットフォームに統合

Empyrean XASは、幅広いEmpyrean多目的プラットフォームの一部です。

PreFIXコンセプトで、測定の構成をすばやく高い再現性で交換できます。これにより、回折、散乱、イメージング、分光測定の切り替えが、複雑な再調整なしで可能になります。

このモジュール構造で、補完的な技術を単一ワークフロー内に組み合わせることが可能となり、長距離構造情報と局所の化学的知見を関連付ける研究が可能となります。

1台の装置。サンプル処理を簡易化。実験の再現性が向上。

実際の実験ワークフローに合わせて設計

Empyrean XASは、セットアップから結果の解釈まで、測定プロセス全体でユーザをサポートするように設計された統合ソフトウェアによって支えられています。

ワークフローの主な機能は次のとおりです。

  • 自動データ収集
  • スキャンのアライメントと正規化
  • 検出器の補正とバックグラウンド除去
  • 吸収端前領域と後領域のフィッティング
  • スペクトル処理とデータキュレーション

これらのツールは、初心者から経験豊富な研究者まで幅広く対応し、手動操作を最小限に抑えながら、効率的で信頼性の高いデータ処理を実現します。

システムのワークフローを合理化することで、測定から結果の解釈にかかる時間を短縮します。

スケジュールに合わせて、シンクロトロンを補完

シンクロトロン施設は専門的な測定に不可欠ですが、いつでも利用できるわけではないため、日常的な特性評価やメソッド開発が制限されることがあります。

Empyrean XASを使用すると、ラボで高品質なXANES測定とEXAFS測定が可能となり、次のようなことが可能になります。

  • 定期的な材料のスクリーニング
  • 手法の最適化
  • 探索的研究
  • シンクロトロン実験前の準備

シンクロトロン測定との比較によりスペクトル特性の高い一致が実証されるので、信頼性の高いラボ分析が実現されます。

より柔軟な研究計画で、実験サイクルを加速させましょう。

関連資料

エネルギー貯蔵

電池の充放電サイクルにおける酸化状態の変化と局所構造の変化を研究します。

酸化還元反応を追跡し、電極材料の構造変化を監視します。

触媒作用

不均一系触媒の活性部位、酸化状態、反応経路を調査します。

触媒システムの構造と性能の関係を把握します。

先端材料

機能材料の短距離秩序、欠陥、電子構造の特性評価を行います。

機械的、電子的、または光学的な特性に影響を与えるナノスケールの効果を調査します。

環境・地質科学

複合材料に含まれる微量元素や化学変換を分析します。

環境システムに関連する種分化と変換のプロセスを研究します。

Smart Manager:データの可能性を引き出す

これまで装置のデータは、手作業の記録、スプレッドシート、またはサイト固有のサーバに引っかかっていることが多々ありました。EmpyreanをSmart Managerに接続し、クラウド内の装置データを継続的に分析することで、その可能性を最大限に引き出すことができます。

リモート監視

仕様

Techniques XANES、EXAFS
Energy range 4~20+ keV
Measurement mode 透過
Energy resolution 8 keVで1.3 eVまで
Resolving power 最大E/ΔE ≈ 6150
Accessible edges 3d遷移金属のK吸収端および重元素のL吸収端
Environment 大気中で動作
Operando studies 対応
測定時間 数分から数時間

マニュアル

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ソフトウェア

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サポート

設備

投資利益率を最大限にするソリューション

お客様の装置が最高の状態を保ち、最高レベルで機能するために、Malvern Panalyticalではさまざまなサービスを提供しています。 当社の専門知識とサポートサービスは、装置が最適に機能するよう保証します。

サポート

寿命終了までのサービス

  • 電話とリモートサポート
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  • ローカルおよびグローバルサポート

専門知識

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  • 分析方法論 
  • XRD用ターンキーソリューション 
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  • コンサルティングサービス

トレーニングと教育

  • オンサイトまたは当社の研修センターでのトレーニング
  • 製品、アプリケーションおよびソフトウェに関する広範な基本コースおよび上級コース

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