Empyrean XAS
Empyrean XAS 可在實驗室內進行 XANES 與 EXAFS 量測，提供局部化學環境資訊，與傳統 X 光繞射分析相輔相成。
X 光吸收近邊結構 (XANES)
進階 XANES 光譜技術，無需離開實驗室
進階 XANES 光譜技術，無需離開實驗室
X 光吸收近邊結構 (XANES) 是 X 光吸收光譜中最接近元素吸收邊緣的區域 – 通常跨越邊緣下方以及邊緣上方約 50-100 eV 的範圍。XANES 又稱為近邊 X 光吸收精細結構 (NEXAFS)。不過在實際應用中，NEXAFS 通常指用於表面科學、有機材料及分子材料研究的軟 X 光吸收光譜；XANES 則多指用於配位化學與金屬原子研究的硬 X 光吸收光譜。
XANES 是 X 光吸收光譜法 (XAS) 量測中的兩個互補區域之一。延伸 X 光吸收精細結構 (EXAFS) 可定量分析原子的局部結構，而 XANES 則對吸收原子的氧化態、電子結構及局部對稱性特別敏感。
XANES 特別適合用於光譜指紋比對。由於其光譜特徵在特定的化學環境下具有高度可重現性，因此可將 XANES 光譜直接與參考標準進行比對，以判定氧化態與配位幾何，通常無需進行繁複的建模。
XANES 是 XAS 光譜量測的一部分。進行 XAS 量測時，會將能量可調的 X 光束照射至樣品，並在一定的光子能量範圍內進行掃描。
當入射 X 光的能量與特定原子內層電子的束縛能相符時，X 光吸收會急遽增加。此能量位置稱為吸收邊。在吸收邊及略低於吸收邊的能量範圍內，核心電子會被激發至未佔據態；當能量高於吸收邊時，這些電子則會以光電子的形式逸出原子。由於每種元素的吸收邊皆對應其特有的能量，因此 XAS 是一種具元素專一性的量測技術。
當 X 光束掃描通過吸收邊時，量測樣品對 X 光的吸收程度，即可獲得 XAS 光譜。光譜中最接近吸收邊的區域，通常涵蓋吸收邊下方至其上方約 50–100 eV 的能量範圍，即為 XANES 光譜。
此區域包含多項可用於判讀的特徵。當核心電子躍遷至束縛態時，會產生吸收前峰；此特徵對配位對稱性尤其敏感。隨著氧化態增加，吸收邊位置通常會向較高能量位移。吸收邊上方的光譜特徵，源自電子躍遷至未佔據態，以及鄰近原子對光電子造成的多重散射。這些特徵共同對吸收原子的局部電子與幾何環境敏感。
不同的氧化態、配位幾何與配位基環境各自會產生獨特的光譜特徵。因此，XANES 分析對以下各項高度敏感：
由於這些特徵取決於吸收原子與相鄰原子的鍵結方式，單一 XANES 光譜即可反映量測當下的局部化學環境。比較不同條件下取得的光譜，或將其與組成已知的參考標準品進行比對，即可觀察材料在演變過程中的結構或氧化態變化。
這使得 XANES 特別適用於研究化學態變化與氧化還原過程，例如催化或電池充放電循環期間發生的過程。
在表面科學領域，相同的吸收邊近邊區域稱為 NEXAFS 光譜，可用於分析有機薄膜、聚合物與吸附分子的特性，包括分子在材料表面的取向。
XANES 分析廣泛應用於各產業的研究，可深入解析材料在合成、加工與使用過程中的氧化態及局部配位環境，這些因素對材料效能具有關鍵影響。其中包括：
XANES 可鑑別催化劑中金屬物種的氧化態與配位環境，並追蹤其在反應過程中的變化。由於這些變化可與催化劑的活性、選擇性及穩定性建立關聯，XANES 因而成為解析催化作用機制與失活原因的重要分析方法。
追蹤正極與負極材料在充放電循環中的氧化態，能揭示電池運作期間電極化學的演變過程。透過原位 (in situ) 與操作條件下 (operando) XANES 分析追蹤這些氧化還原轉變，有助於研究人員了解劣化機制，進而提升電池效能與使用壽命。
XANES 可以測定功能性陶瓷中的摻雜劑氧化態與電荷補償機制，揭示它們如何影響元件性能。這使其成為最佳化用於燃料電池、電容器及基於鈣鈦礦之元件材料的寶貴工具。
XANES 可測定土壤、沉積物與水體中金屬的氧化態及物種形態。這些資訊有助於追蹤污染物，並了解金屬物種在複雜自然系統中的遷移與轉化行為。
奈米材料的局部電子結構通常不同於其塊材。XANES 可分析奈米材料的局部化學環境，協助研究人員了解其化學反應性、催化活性與穩定性。
新增局部化學深入解析至您的多功能 X 光平台
過去，使用 XAS 量測 XANES 光譜通常需要仰賴同步輻射設施；然而，設施使用機會有限，且光束線機時的申請競爭十分激烈。Malvern Panalytical 的 Empyrean XAS 打破了這項限制，讓研究人員能直接在實驗室中進行 XANES 量測。
Empyrean XAS 包括：
Empyrean XAS 可協助研究人員：
Empyrean XAS 支援週期表中多種元素的量測，可分析中等原子序元素 (如 Ti、Fe、Ni 及 Mo) 的 K 吸收邊，以及較重元素 (如 Ba 及 Ce) 的 L 吸收邊，可量測的能量範圍為 4–20+ keV。
Empyrean XAS 可在實驗室內進行 XANES 與 EXAFS 量測，提供局部化學環境資訊，與傳統 X 光繞射分析相輔相成。