激光激发的毫秒级X射线脉冲推动EXAFS谱测量技术革新

本文主要探讨了一种新颖的技术——利用激光产生的X射线脉冲进行快速扩展X射线吸收精细结构谱（EXAFS）测量。这项技术在铝和镁的EXAFS谱测定中取得了突破，使用的是毫微秒级的软X射线单脉冲，它源自激光引发的等离子体。这一技术为获取原子序数高达40的元素的EXAFS数据提供了替代同步加速器辐射的有效途径，极大地拓宽了可研究元素的范围。 传统的EXAFS技术作为一种强大的分子结构研究工具，能够解析各种形态物质中（固体、液体、气体）原子的类型和空间排列，即使是复杂分子也不在话下。EXAFS技术通过测量特定元素X射线吸收线上的周期性摆动结构，揭示了吸收原子周围原子的空间排列信息，无需考虑远处的长程顺序。 然而，过去的EXAFS研究受到X射线源强度的限制，而现在，随着同步加速器辐射的应用，这一问题得到了缓解。然而，激光产生的X射线脉冲提供了一个更加灵活且潜在成本更低的解决方案，使得EXAFS分析能够在更广泛的条件下进行，包括对高度瞬态化学体系中分子结构的实时分析，这是以前难以实现的。 文章的引言部分详细阐述了EXAFS的基本原理，包括光电子的发射和散射过程以及它们如何导致X射线吸收谱的周期性变化。作者强调了激光产生X射线的优势，如更高的灵活性和可能的成本效益，这使得它成为未来研究的重要候选技术。 这篇论文不仅介绍了激光驱动的快速EXAFS技术的实际应用，还展示了其在解决现有技术局限和推动化学结构研究领域的潜力。这对于理解不同种类材料的微观结构，特别是在瞬态化学系统中的动态过程，具有重要意义。