XAFS : X-ray Absorption Fine Structure
特徴
XAFSは、物質にX線を照射することで得られる吸収スペクトルを解析する手法です。
- 試料中の着目元素周囲の局所構造（原子間距離、配位数）や化学状態（価数、配位構造）の評価が可能
- 環境（高温・高圧・雰囲気）を問わず、測定が可能
- 様々な試料形態（固体・液体・気体、薄膜、非晶質物質など）の測定が可能
- 適用可能な濃度範囲が広い（主成分元素から微量元素まで）
- 非破壊測定
- 測定方法によっては、バルクだけでなく、表面敏感な測定も可能
適用例
- 半導体中の微量ドーパント周囲の局所構造・化学状態評価
- 基板上有機単分子膜の配向性評価
- LIB正極材料の充放電サイクル中の局所構造・化学状態評価 等
- 酸化物半導体中の金属元素周囲の局所構造・化学状態評価
- アモルファスカーボン中のsp2/(sp2+sp3)割合の定量化
原理
物質にX線を照射することで得られる吸収スペクトルには物質中に含まれる元素特有の急峻な立ち上がり（=吸収端）が見られます。
この吸収端近傍±50 eV程度に現れる微細構造をXANES（=X-ray Absorption Near Edge Structure）と呼び、吸収端から高エネルギー側1000 eV程度に現れる振動構造をEXAFS（=Extended X-ray Absorption Fine Structure）と呼びます。
またXANESとEXAFSを合わせた領域をXAFS（=X-ray Absorption Fine Structure）と呼びます。
XANESとEXAFSは発生起源がそれぞれ異なります。
XANESは内殻電子の非占有準位および準連続準位への励起に起因し、EXAFSはX線照射によって放出される光電子波と隣接原子による散乱光電子波の干渉に起因します。そのためXAFS解析を行うことで、物質中の着目元素の電子状態や周辺元素との結合状態などの化学構造に関する情報を得ることが可能です。
Zn-K 端XAFSスペクトル例
データ例
価数評価事例
局所構造解析事例
データ形式
- PDFファイル：XANES, EXAFSスペクトル、フーリエ変換EXAFS振幅スペクトル等
- Excelファイル：XAFSスペクトルの数値データ等
仕様
| 検出可能元素 | 原子番号3（Li）以上の全元素 | |
| 搬入可能試料サイズ | 要相談 | |
必要情報
1.目的/測定内容
2.試料情報
(1)数量、予備試料の有無 等
(2)形状、層構造、膜厚、表裏の判断、破壊可否、加工の有無 等
(3)試料に関する基本情報（予想される結晶構造モデルの情報など）
3.納期
(1)ご希望の速報納期
(2)注意事項
4.その他留意点
注意点
- 本手法は日本国内の放射光施設を利用して測定します。
- 価数評価を行う際は、着目元素を含む標準物質が必要となる場合があります。
- 局所構造解析を行う際は、適切な結晶構造モデルの情報が必要となる場合があります。