Surface-extended X-ray absorption fine structure
மேற்பரப்பு-நீட்டிக்கப்பட்ட எக்ஸ்ரே உறிஞ்சுதல் நுண்ணிய அமைப்பு (SEXAFS) என்பது EXAFS நுட்பத்தின் மேற்பரப்பு-உணர்திறன் சமமானதாகும். இந்த நுட்பம் ஒரு சின்க்ரோட்ரானில் இருந்து அதிக தீவிரம் கொண்ட எக்ஸ்ரே கதிர்கள் மூலம் மாதிரியை ஒளிரச் செய்வதையும், சம்பவ ஃபோட்டான் ஆற்றலின் செயல்பாடாக ஆகர் எலக்ட்ரான்களின் தீவிரத்தைக் கண்டறிவதன் மூலம் அவற்றின் ஒளி உறிஞ்சுதலைக் கண்காணிப்பதையும் உள்ளடக்கியது. மேற்பரப்பு உணர்திறன் ஆகர் எலக்ட்ரான்களின் தீவிரத்தைப் பொறுத்து தரவின் விளக்கத்தால் அடையப்படுகிறது (அவை ~ 1-2 என்எம் தப்பிக்கும் ஆழத்தைக் கொண்டுள்ளன) எக்ஸ்-கதிர்களின் ஒப்பீட்டு உறிஞ்சுதலைப் பார்ப்பதற்குப் பதிலாக தாய் முறையைப் போல, EXAFS. ஃபோட்டான் ஆற்றல்கள் மேற்பரப்பு அணுக்களுக்கான மைய நிலை கிளர்ச்சியின் தொடக்கத்திற்கான சிறப்பியல்பு ஆற்றல் மூலம் இணைக்கப்படுகின்றன. இவ்வாறு உருவாக்கப்பட்ட மையத் துளைகள் பின்னர் ஒரு உயர்ந்த எலக்ட்ரானின் கதிர்வீச்சு அல்லாத சிதைவு மற்றும் மற்றொரு எலக்ட்ரானுடன் ஆற்றலைத் தொடர்புகொள்வதன் மூலம் நிரப்பப்படலாம், பின்னர் அவை மேற்பரப்பில் இருந்து தப்பிக்க முடியும் (ஆகர் உமிழ்வு). எனவே இந்த ஆகர் எலக்ட்ரான்களை மொத்த ஒளிமின்னழுத்த விளைச்சலுக்கு நேரடியாகக் கண்டறிவதன் மூலம் ஒளி உறிஞ்சுதலைக் கண்காணிக்க முடியும். உறிஞ்சுதல் குணகம் மற்றும் சம்பவ ஃபோட்டான் ஆற்றல் ஆகியவை அலைவுகளைக் கொண்டுள்ளன, அவை வெளிப்புறமாக பரவும் அலைகளுடன் பின்னோக்கி சிதறிய ஆகர் எலக்ட்ரான்களின் குறுக்கீட்டின் காரணமாகும். இந்த அலைவுகளின் காலம் பின்னோக்கி சிதறல் அணுவின் வகை மற்றும் மைய அணுவிலிருந்து அதன் தூரத்தைப் பொறுத்தது. இவ்வாறு, இந்த நுட்பம் உறிஞ்சுதலுக்கான இடை அணு தூரங்கள் மற்றும் அவற்றின் ஒருங்கிணைப்பு வேதியியலை ஆராய உதவுகிறது. நீண்ட தூர வரிசை தேவையில்லை என்பதால் இந்த நுட்பம் பயனடைகிறது, இது சில நேரங்களில் LEED (சுமார் 10 nm) போன்ற பிற வழக்கமான நுட்பங்களில் ஒரு வரம்பாக மாறும். இந்த முறை பெரும்பாலும் சமிக்ஞையிலிருந்து பின்னணியை நீக்குகிறது. எக்ஸ்-ரே ஃபோட்டான் ஆற்றலை அந்த இனத்தின் உறிஞ்சுதல் விளிம்பிற்குச் சரிசெய்வதன் மூலம் மாதிரியில் உள்ள பல்வேறு இனங்களை ஆராய முடியும் என்பதால் இது பயனடைகிறது. இந்த நுட்பத்தின் ஆரம்ப வளர்ச்சியில் ஜோச்சிம் ஸ்டோஹர் முக்கிய பங்கு வகித்தார். சோதனை அமைப்பு சின்க்ரோட்ரான் கதிர்வீச்சு ஆதாரங்கள் பொதுவாக, செக்ஸாஃப்ஸ் வேலை சின்க்ரோட்ரான் கதிர்வீச்சைப் பயன்படுத்தி செய்யப்படுகிறது, ஏனெனில் இது மிகவும் இணைக்கப்பட்ட, விமான-துருவப்படுத்தப்பட்ட மற்றும் துல்லியமாக துடிக்கும் எக்ஸ்ரே மூலங்களைக் கொண்டுள்ளது, இதில் 1012 முதல் 1014 ஃபோட்டான்கள்/வினாடி/மிராட்/எம்ஏ பாய்ச்சல்கள் உள்ளன, மேலும் வழக்கமான மூலங்களிலிருந்து பெறக்கூடியதை விட சமிக்ஞை-க்கு-சத்தம் விகிதத்தை பெரிதும் மேம்படுத்துகிறது. ஒரு பிரகாசமான மூல எக்ஸ்-ரே ஆதாரம் மாதிரியை ஒளிரச் செய்கிறது மற்றும் பரிமாற்றம் உறிஞ்சுதல் குணகமாக அளவிடப்படுகிறது, அங்கு I பரவுகிறது மற்றும் ஐஓ என்பது எக்ஸ்-கதிர்களின் சம்பவ தீவிரம். பின்னர் அது உள்வரும் எக்ஸ்ரே ஃபோட்டான் ஆற்றலின் ஆற்றலுக்கு எதிராக திட்டமிடப்படுகிறது. எலக்ட்ரான் டிடெக்டர்கள் SEXAFS இல், கடத்தப்பட்ட எக்ஸ்ரே அலைகளின் தீவிரத்திற்கு பதிலாக ஆகர் விளைச்சலைக் கணக்கிட ஒரு எலக்ட்ரான் டிடெக்டரும் உயர் வெற்றிட அறையும் தேவைப்படுகின்றன. அகர் அளவீடுகளைப் போலவே கண்டறிதல் ஒரு ஆற்றல் பகுப்பாய்வியாகவோ அல்லது மொத்த அல்லது பகுதி இரண்டாம் நிலை எலக்ட்ரான் விளைச்சலைப் போலவே ஒரு எலக்ட்ரான் பெருக்கியாகவோ இருக்கலாம். ஆற்றல் பகுப்பாய்வாளர் சிறந்த தெளிவுத்திறனுக்கு வழிவகுக்கிறது, அதே நேரத்தில் எலக்ட்ரான் பெருக்கி பெரிய திட கோண ஏற்றுக்கொள்ளலைக் கொண்டுள்ளது. சமிக்ஞை-க்கு-சத்தம் விகிதம் சமிக்ஞை-க்கு-சத்தம் விகிதத்தை நிர்வகிக்கும் சமன்பாடு, அங்கு μA என்பது உறிஞ்சுதல் குணகம்; இல் என்பது எலக்ட்ரான் எண்ணிக்கையில் கதிர்வீச்சு அல்லாத பங்களிப்பு/வினாடி; Ib என்பது எலக்ட்ரான் எண்ணிக்கையில்/வினாடி பின்னணி பங்களிப்பு; μA என்பது SEXAFS-உற்பத்தி செய்யும் உறுப்பு மூலம் உறிஞ்சுதல்; μT என்பது அனைத்து உறுப்புகளாலும் மொத்த உறிஞ்சுதல்; ஐஓ என்பது சம்பவ தீவிரம்; n என்பது அட்டென்யூஷன் நீளம்; ω/(4π) என்பது டிடெக்டருக்கான திட கோண ஏற்றுக்கொள்ளல்; εn என்பது கதிர்வீச்சு அல்லாத விளைச்சல், இது எலக்ட்ரான் கதிர்வீச்சு சிதைவடையாது மற்றும் உண்மையில் ஒரு ஆகர் எலக்ட்ரானாக வெளியிடப்படும். இயற்பியல் அடிப்படைகள் அணுவால் ஒரு எக்ஸ்ரே ஃபோட்டானின் உறிஞ்சுதல் ஒரு மைய நிலை எலக்ட்ரானை தூண்டுகிறது, இதனால் ஒரு மைய துளை உருவாகிறது. இது தூண்டப்பட்ட அணுவை மையமாகக் கொண்டு ஒரு கோள எலக்ட்ரான் அலைகளை உருவாக்குகிறது. அலை வெளிப்புறமாக பரவுகிறது மற்றும் அண்டை அணுக்களிலிருந்து சிதறடிக்கப்பட்டு மைய அயனியாக்கப்பட்ட அணுவை நோக்கி திரும்புகிறது. ஒளி உறிஞ்சுதலின் ஊசலாட்டக் கூறு (1) இல் உள்ளபடி இருமுனை இயக்குபவர் Mfs வழியாக இந்த பிரதிபலித்த அலைகளை ஆரம்ப நிலைக்கு இணைப்பதில் இருந்து உருவாகிறது. அலைவுகளின் ஃபோரியர் உருமாற்றம் அண்டை அணுக்களின் இடைவெளி மற்றும் அவற்றின் வேதியியல் சூழல் பற்றிய தகவல்களை வழங்குகிறது. இந்த கட்டத் தகவல் ஆகர் சமிக்ஞையில் உள்ள அலைவுகளுக்கு கொண்டு செல்லப்படுகிறது, ஏனெனில் ஆகர் உமிழ்வில் மாற்றம் நேரம் ஆர்வமுள்ள ஆற்றல் வரம்பில் ஒரு ஒளிமின்னழுத்தத்திற்கான சராசரி நேரத்தின் அளவின் அதே வரிசையில் உள்ளது. எனவே, உறிஞ்சுதல் விளிம்பு மற்றும் சிறப்பியல்பு ஆகர் மாற்றத்தின் சரியான தேர்வுடன், ஒரு குறிப்பிட்ட ஆகர் கோட்டில் உள்ள தீவிரத்தின் மாறுபாட்டை சம்பவ ஃபோட்டான் ஆற்றலின் செயல்பாடாக அளவிடுவது ஒளி உறிஞ்சுதல் குறுக்குவெட்டின் அளவீடாக இருக்கும். இந்த தூண்டுதல் பல்வேறு சிதைவு வழிமுறைகளையும் தூண்டுகிறது. இவை கதிர்வீச்சு (ஃப்ளோரசன்ஸ்) அல்லது கதிர்வீச்சு அல்லாத (ஆகர் மற்றும் கோஸ்டர்-க்ரோனிக்) இயல்புடையதாக இருக்கலாம். ஆகர் எலக்ட்ரான் மற்றும் எக்ஸ்ரே உமிழ்வுகளுக்கு இடையிலான தீவிர விகிதம் அணு எண் Z ஐப் பொறுத்தது. ஆகர் எலக்ட்ரான்களின் மகசூல் Z அதிகரிக்கும் போது குறைகிறது. EXAFS இன் கோட்பாடு ஃபோட்டோ அப்சார்ப்ஷனின் குறுக்குவெட்டு ஃபெர்மியின் தங்க விதியால் வழங்கப்படுகிறது, இது இருமுனை தோராயத்தில், ஆற்றல் Ei உடன் ஆரம்ப நிலை i, அணு மையத்தையும் ஃபெர்மி கடலையும் கொண்டுள்ளது, மேலும் சம்பவ கதிர்வீச்சு புலம், இறுதி நிலை, ஆற்றல் Ef உடன் f (ஃபெர்மி அளவை விட பெரியது), ஒரு மைய துளை மற்றும் உற்சாகமான எலக்ட்ரானைக் கொண்டுள்ளது. ε என்பது மின்சார புலத்தின் துருவமுனைப்பு திசையன், e என்பது எலக்ட்ரான் சார்ஜ், மற்றும் x-கதிர் ஃபோட்டான் ஆற்றல். மைய நிலை கிளர்ச்சி நெருங்கும் போது ஒளி உறிஞ்சுதல் சமிக்ஞை ஒரு உச்சத்தைக் கொண்டுள்ளது. இதைத் தொடர்ந்து எலக்ட்ரான் அலையின் அந்த பகுதியின் இணைப்பிலிருந்து உருவாகும் ஒரு அலைவு கூறு உள்ளது, இது ஊடகத்தால் சிதறடிக்கப்பட்டவுடன் மைய அயனியாக்கப்பட்ட அணுவை நோக்கி திரும்புகிறது, அங்கு அது இருமுனை ஆபரேட்டர், மி வழியாக ஆரம்ப நிலைக்கு இணைகிறது. kRj>> 1 க்கான ஒற்றை சிதறல் மற்றும் சிறிய-அணு தோராயத்தை எடுத்துக் கொண்டால், Rj என்பது மைய தூண்டப்பட்ட அணுவிலிருந்து அண்டை நாடுகளின் jth ஷெல்லுக்கு உள்ள தூரம் மற்றும் k என்பது ஃபோட்டோ எலக்ட்ரான்கள் அலை திசையன், இதில் γωT என்பது உறிஞ்சுதல் விளிம்பு ஆற்றல் மற்றும் விஓ என்பது பரிமாற்றம் மற்றும் தொடர்புடன் தொடர்புடைய திடப்பொருளின் உள் ஆற்றல், ஃபோட்டோ அப்சார்ப்ஷன் குறுக்குவெட்டு (கே-ஷெல் கிளர்ச்சிக்கு) இன் ஊசலாட்டக் கூறுக்கான பின்வரும் வெளிப்பாடு பெறப்படுகிறதுஃ இங்கு பகுதி அலை கட்ட மாற்றங்களுடன் ஒரு பகுதி அலை விரிவாக்கத்தில் அணு சிதறல் காரணி δl என்பது பிஎல் (x) ஆல் வழங்கப்படுகிறது, இது ஒரு லெஜெண்டர் பல்லுறுப்புக்கோவை, γ என்பது ஒரு குறைப்பு குணகம், வெளிப்பாடு. EXAFS-Auger இன் ஒருங்கிணைப்பு WαXY ஆகர் கோட்டின் ஆற்றலுடன் டிடெக்டருக்கு வரும் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை (Wα என்பது உறுப்பு α இன் உறிஞ்சுதல் விளிம்பு மைய-நிலை, இதில் சம்பவ எக்ஸ்-ரே கோடு டியூன் செய்யப்பட்டுள்ளது) என எழுதப்படலாம், அங்கு என். பி. (γω) என்பது பின்னணி சமிக்ஞையாகும், மேலும் நாம் ஆர்வமாக உள்ள ஆகர் சமிக்ஞையாகும், அங்கு WαXY ஆகர் மாற்றத்தின் மூலம் ஒரு உற்சாகமான அணு சிதைவதற்கான நிகழ்தகவு எங்கே, ρα (z) என்பது உறுப்பு α இன் அணு செறிவு ஆழம் z இல், λ (WαXY) என்பது ஒரு WαXY ஆகர் எலக்ட்ரானுக்கான சராசரி இலவச பாதையாகும், θ என்பது கோணம் ஒளி உறிஞ்சுதல் நிகழ்தகவு, ஃபோட்டான் ஆற்றலைப் பொறுத்த ஒரே சொல் என்பதால், ஆற்றலின் செயல்பாடாக அதில் உள்ள அலைவுகள் ஃபோட்டானில் ஒத்த அலைவுகளுக்கு வழிவகுக்கும். குறிப்புகள் குறிப்புகள் Stöhr, J. (1988) "செக்ஸாஃப்ஸ்ஃ நீங்கள் எப்போதும் செக்ஸாஃப்ஸைப் பற்றி தெரிந்து கொள்ள விரும்பிய அனைத்தும் ஆனால் கேட்க பயந்தோம்", எக்ஸ்-ரே உறிஞ்சுதலில்ஃ கோட்பாடுகள், பயன்பாடுகள், EXAFS இன் நுட்பங்கள், செக்ஸாஃப்ஸ் மற்றும் XANES, திருத்தங்கள். டி. கோனிங்ஸ்பெர்கர் மற்றும் ஆர். பிரின்ஸ், வில்லி, 1988 வெளிப்புற இணைப்புகள் செக்ஸாஃப்ஸ் எக்ஸ்ரே உறிஞ்சுதல் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி பற்றிய விவரங்கள்