Спектрометр с рентгеновским излучением Empyrean XAS

для спектроскопиидля лабораториидля НИОКР

Обзор
Empyrean XAS интегрирует лабораторную рентгеновскую спектроскопию поглощения (XANES и EXAFS) в многофункциональную платформу Empyrean, позволяя выполнять на одном приборе дифракцию, рассеяние, визуализацию и спектроскопию для согласованного структурного и химического анализа.

Ключевые возможности

• Объединение дальнего порядка кристаллической структуры (дифракция) с наномасштабной организацией (рассеяние) и структурной визуализацией
• Получение локальной элемент‑специфичной химической информации с помощью XANES и EXAFS
• Последовательная запись нескольких поглощательных краёв без значительной переналадки

Локальная химия через XAS
XAS исследует локальную химическую среду выбранных элементов, измеряя поглощение вблизи краёв. XANES чувствителен к состоянию окисления и электронной структуре у края; EXAFS даёт количественную информацию о короткодиапазонной структуре на более высоких энергиях.

• Идентификация степеней окисления
• Определение геометрии координации
• Измерение межатомных расстояний
• Анализ короткого порядка

Квантитативная работоспособность
Empyrean XAS обеспечивает воспроизводимые спектральные данные, пригодные для качественного и количественного анализа. Высокое энергетическое разрешение поддерживает детальный разбор XANES‑особенностей (включая пре‑края), а широкий k‑диапазон позволяет выполнять количественную обработку EXAFS для извлечения чисел координации и расстояний. Измерения выполняются в трансмиссионной геометрии для надёжной количественной интерпретации.

Покрытие элементов и энергий
Поддерживаемые края включают K‑края переходных металлов среднего Z (например Ti, Fe, Ni, Mo) и L‑края более тяжёлых элементов (например Ba, Ce). Доступный энергетический диапазон: 4–20+ keV. В одном эксперименте возможно записать несколько краёв для эффективной характеристики многокомпонентных материалов.

Мультикраевая работа с комплексными материалами
Последовательная съёмка нескольких краёв исключает многократную переналадку прибора и ускоряет анализ многокомпонентных катализаторов, электродов для аккумуляторов, функциональных оксидов и многокомпонентных сплавов.

• Многокомпонентные катализаторы
• Электроды аккумуляторов
• Функциональные оксиды
• Многокомпонентные сплавы

Интеграция в платформу Empyrean
Empyrean XAS интегрируется в модульную платформу Empyrean. Концепция PreFIX обеспечивает быструю и воспроизводимую смену конфигураций измерений (дифракция, рассеяние, визуализация, спектроскопия) с минимальной перенастройкой, поддерживая применение взаимодополняющих методов в одном рабочем процессе.

Программное обеспечение и инструменты рабочего процесса
Интегрированное ПО сопровождает весь процесс от настройки до интерпретации. Ключевые функции рабочего процесса:

• Автоматический сбор данных
• Выравнивание и нормализация сканов
• Коррекция детектора и вычитание фона
• Фиттинг до и после края
• Обработка спектров и курация данных

Применения
Типичные области применения:

• Энергетическое хранение — отслеживание изменения степени окисления и локальной структурной эволюции в материалах батарей
• Катализ — исследование активных центров, степеней окисления и путей реакций
• Передовые материалы — изучение короткого порядка, дефектов и электронной структуры
• Экологическая и геологическая наука — анализ примесей и химических преобразований

Документация
Доступные документы:

• Empyrean Series 3 Pre‑Installation manual — Версия 3, 14 Feb 2023 (English)
• Empyrean Series 3 User Guide — Версия 3, 03 May 2022 (English)

Технические характеристики

• Методы: XANES, EXAFS
• Энергетический диапазон: 4–20+ keV
• Режим измерения: Трансмиссия
• Энергетическое разрешение: До 1.3 eV @ 8 keV
• Разрешающая способность: До E/ΔE ≈ 6150
• Доступные края: K‑края 3d переходных металлов и L‑края тяжёлых элементов
• Окружающая среда: Работа в атмосферном воздухе
• Operando исследования: Поддерживаются
• Время измерения: От минут до часов