röntgenemissiespectroscopie

Röntgenemissiespectroscopie (XES) is een analytische techniek die de emissie van röntgenstraling meet nadat een monster is geëxciteerd door een primaire stralingsbron, zoals elektronen of röntgenstraling. De emissielijnen zijn elementspecifiek en dragen informatie over de elektronische structuur, oxidatietoestand en chemische omgeving van de atomen. Daardoor levert XES inzicht in chemische binding en valentie en wordt het toegepast op materiaalkunde en chemieonderzoek.

Bij excitatie ontstaan holtes in binnenschillen; elektronen vallen naar lagere niveaus en zenden karakteristieke röntgenlijnen uit (bijv. Kα- en Kβ-overgangen). De lijnenergie varieert met oxidatietoestand, spintoestand en liganden, waardoor XES sporen van elektronische structuur en chemische omgeving kan onthullen. Spectra worden gemeten met kristalmonochromatoren of energiedispersieve detectors, en vereisen vaak gebruik van synchrotron- of gespecialiseerde laboratoriumbronnen.

Instrumentatie en uitvoering: monsters worden geëxciteerd door een röntgenbron of elektronenbundel; de uitgezonden straling wordt geanalyseerd met kristalmonochromatoren of met silicon-drift detectors (SDD's). Hoge-resolutie XES maakt gebruik van gespecialiseerde bronnen zoals synchrotronen. Data-analyse omvat calibratie, achtergrondcorrectie en interpretatie in termen van elektronensubnivelaanpassingen, oxidatietoestanden en ligandenomgeving.

Toepassingen en relatie tot andere technieken: XES wordt toegepast in materiaalkunde, katalyse, geowetenschappen en chemie om oxidatietoestanden, spintoestanden en chemische omgeving te bepalen. Het is complementair aan X-ray absorptiespectroscopie (XAS) en X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Beperkingen zijn onder meer de benodigde gespecialiseerde infrastructuur, complexiteit van de interpretatie en beperkte beschikbaarheid van geschikte röntgenbronnen.