深入探索：同步辐射XAFS数据分析的精髓与实战案例同步辐射XAFS（X-ray Absorption Fine Structure）数据分析是一门精密的科学技术，它通过处理复杂的归一化、E-k转换和高级分析方法，揭示材料的精细结构信息。
在科研中，我们经常遇到如何使用同步辐射技术测出某元素的XANES和EXAFS谱的问题。实际上，XANES和EXAFS是XAFS谱图能量区的划分。XANES（X射线近边吸收精细结构谱）和EXAFS（X射线延展边或者说拓展边吸收精细结构谱）分别对应不同的能量区域，而完整的XAFS谱包含了这两部分信息。
1、XAS（同步辐射精细吸收谱）在材料科学领域扮演着重要角色，它能够深入揭示催化剂活性位点的原子结构和化学特性。 相较于传统的表面结构分析技术，如电子衍射、ICP、XPS和XRD，XAS提供了更为精细的原子层面的信息，成为催化剂研究中不可或缺的工具。
2、揭秘活性位点的微观舞蹈：XAS同步辐射精细吸收谱的卓越应用 在材料科学的舞池中，XAS（同步辐射精细吸收谱）如同一柄精巧的显微镜，揭示了催化剂活性位点的微妙结构和化学特性。它突破了传统技术的边界，让我们得以窥探原子层面的精细信息，是催化剂研究领域中不可或缺的精密工具。
3、XAS光谱由吸收边（红线）和一系列的震荡结构（绿线）组成，主要可分为两个区域：EXAFS（extended X-ray absorption fine structure）位于吸收边缘40~1500eV区域（下图黄色区域），提供局部结构信息；XANES（X-ray absorption near edge structure）位于吸收边缘±50eV区域（下图粉色区域），可以提供很多化学信息。
1月8日的时候，有客户A咨询同步辐射测试的事情，她要做一个金属元素的吸收谱测试，但是这个元素的主要元素质量分数占比非常低，小于0.08%，她不确定是否能测试，这个是可以测试的，需要用到固体探测器，最后是用多通道测试的。
通过选择不同能量的x射线，XAFS能够提供样品中所有元素的结构信息。一个典型的XAFS谱显示，当x射线能量与元素内壳层共振时，会出现显著的吸收边，如钚的示例（见图1）。吸收边是光谱形状的标识，可通过扫描能量范围来选择目标元素。随着x射线能量增加，吸收率随深度减小，形成一个单调的下降趋势。
XAFS同步辐射测试利用x射线吸收精细结构这一强大工具，通过精确地调整x射线能量，探测样品并记录吸收光谱。这种光谱上的微小振荡反映了局部环境对元素基本吸收概率的影响，进而揭示出原子间间距、数量、类型以及元素的氧化状态等信息。共振吸收边，如钚的示例，是通过扫描特定能量范围来选择目标元素的标志。
其中，计算机自动控制的四圆单晶衍射仪能够实现高精度的数据采集和分析，转靶X射线衍射仪适用于快速获取大量衍射数据，面探测器X射线衍射仪则可以提供快速的二维图像。而同步辐射衍射分析则能够提供更高分辨率和更精确的结构信息。这些不同的方法各有优缺点，适用于不同的研究目的和样品类型。
GIWAXS原理是利用样品内部晶体结构对X射线的散射，通过分析散射信号，可获取样品的晶体结构信息。GIWAXS通常要求样品具有一定程度的晶体性，适用于各种材料晶体结构、晶格畸变的研究。GISAXS与GIWAXS实验所需仪器大致相同，包括同步辐射源、样品台、X射线探测器等。
同步辐射光源提供高亮度、大波长范围和相干性，为纳米材料结构性能表征提供优势。它减少了对样品结构的干扰，不需要高真空环境，且散射信号适用于纳米尺度物质信息研究。微聚焦技术聚焦纳米量级X射线，提高表征精度和统计性。
上海同步辐射光源，作为世界领先的第三代同步辐射光源，投资总额高达12亿人民币，坐落在浦东新区的张江高科技园区，占地面积300亩。该装置的电子储存环电子束能量达到了5GeV，位居世界第五，仅次于四台国际顶级高能光源，为中能光源的佼佼者。其X射线性能优化，尤其适合用户需求密集的区域。
上海同步辐射光源装置（SSRF），作为全球先进的第三代同步辐射光源，总投资达12亿人民币，展现其卓越性能。该装置的电子储存环电子束能量高达5GeV，位列世界第四，仅次于美、日、欧的三台高能光源，超越了所有同类中能光源。其X射线亮度和通量在用户使用频繁的区域进行了优化。
上海同步辐射装置（Shanghai Synchrotron Radiation Facility，简称 SSRF），是一台世界先进的中能第三代同步辐射光源，总投资计划12亿人民币。
上海同步辐射光源，这座由中国科学院与上海市人民政府共同投资建设的大科学装置，于2004年12月25日正式启动。总投资约12亿元人民币，它标志着我国同步辐射光源技术的新里程碑，超越了“北京光源”和合肥国家同步辐射实验室，成为了第三代光源中的佼佼者。
上海光源作为先进的中能第三代同步辐射光源，本身具有很高的现代高科技的融合度和集成度，因此它将成为中国显示综合科技实力的标志性重大科学装置，并为提升国家知识创新能力和综合科技实力做出不可替代的重要贡献。
上海光源，作为高性能电子储存环的一部分，其部分实验站位于上海市。其在世界同步辐射光源中排名第四，仅次于日本SPring-美国APS、欧洲ESRF，性能超越同能区的第三代同步辐射光源，是全球在建或设计中性能最佳的中能光源之一。该光源的建造规模与投资符合中国的国情，具有良好的性能价格比。
在科研中，我们经常遇到如何使用同步辐射技术测出某元素的XANES和EXAFS谱的问题。实际上，XANES和EXAFS是XAFS谱图能量区的划分。XANES（X射线近边吸收精细结构谱）和EXAFS（X射线延展边或者说拓展边吸收精细结构谱）分别对应不同的能量区域，而完整的XAFS谱包含了这两部分信息。
深入探索：同步辐射XAFS数据分析的精髓与实战案例同步辐射XAFS（X-ray Absorption Fine Structure）数据分析是一门精密的科学技术，它通过处理复杂的归一化、E-k转换和高级分析方法，揭示材料的精细结构信息。
通过数学上的累加和合成，XAFS光谱可以由各个电子层的散射波组合得出。拟合过程中，需要使用非线性最小二乘法，通过与标准组分或精确原子簇模型的对比，提取结构参数。相移和振幅对于不同元素具有独特性，它们的变化反映了元素类型的差异。
在材料科学的舞池中，XAS（同步辐射精细吸收谱）如同一柄精巧的显微镜，揭示了催化剂活性位点的微妙结构和化学特性。它突破了传统技术的边界，让我们得以窥探原子层面的精细信息，是催化剂研究领域中不可或缺的精密工具。