Röntgenspectroscopie

Röntgenspectroscopie is een verzamelnaam voor technieken die gebruikmaken van röntgenstraling om de elektronische structuur en de samenstelling van materialen te onderzoeken. De twee belangrijkste takken zijn röntgenabsorptiespectroscopie (XAS) en röntgenemissiespectroscopie (XES).

Bij XAS meet men de absorptie van röntgenstraling als functie van fotonenergie, met opvallende kenmerken nabij kernbindingen. De XANES-regio geeft informatie over de oxidatietoestand en lokale elektronendynamiek, terwijl EXAFS de nabije omgeving rond het absorberende atoom onthult, waaronder aantallen naburen en afstanden tussen atomen. XAS kan worden uitgevoerd met synchrotronstraling of laborspectrumbronnen en vereist vaak elementspecifieke detectable gemeten in ruime omstandigheden.

XES registreert de energieverdeling van röntgenstraling die vrijkomt wanneer een elektron een gat in een lagere schil vult na ionisatie. De resulterende lijnen en hun intensiteit leveren inzichten in de elektronconfiguratie en de chemische omgeving van een element, met name de valentie en de lighttp:// omgeving. XES is vaak complementair aan XAS en wordt toegepast op materiaal-, katalyse- en chemische systemen, waarbij men lokale chemische informatie kan krijgen.

Toepassingen van röntgenspectroscopie zijn uitgebreid in de materiaalkunde, geologie, katalyse, chemie en biologie. De technieken zijn vaak niet-destructief en kunnen in situ worden toegepast onder verschillende omgevingen, waaronder hoge druk en temperatuur. Instrumentatie omvat onder meer synchrotronbronnen voor hoge flux en energiedispergerende detectors, maar ook labgebonden röntgenbronnen voor generale XAS/XES-metingen.