

本文华算科技将简洁明了的给各位不了解XAS的小白朋友讲一下你的样品是否可以使用XAS表征。争取不做长篇的概念性解释(网上全是,问AI也是一堆,我实在不想写了)。只做简单明确的描述,如果你想做XAS,但不知道能不能做,得不得的到想要的结果,没有类似文献参考,发在评论区或私信。
1. 提到同步辐射XAS大家会和单原子联系起来,毕竟单原子的热度很高,且表征手段又极其有限,所以提到单原子不得不使用XAS。
2. 由于同步辐射XAS属于原子尺度表征,所以只要你想探究原子级别的材料信息,XAS就是必要手段。
3. 随着材料领域越来越卷,大家文章的表征也在内卷,好的idea固然重要,但是缺少高大上的表征支持的“idea”也显得苍白无力,所以有些文章现在就是为了显得高大上而做同步辐射XAS来发更好的期刊。
XAS谱图主要包含两个区域,各自承载着不同的结构信息

X射线吸收近边结构 (XANES – X-ray Absorption Near-Edge Structure): 位于吸收边附近约50 eV的能量区域。该区域可以得到吸收原子的价态、配位环境的对称性以及电子结构等信息。
扩展X射线吸收精细结构 (EXAFS – Extended X-ray Absorption Fine Structure): 位于吸收边以上约50 eV至1000 eV的能量区域。
通过对EXAFS谱图的傅里叶变换和拟合分析,可以精确获得中心原子与配位原子之间的键长、配位数以及原子热振动或静态无序度的信息(即Debye-Waller因子)
1. 判断元素的价态或氧化还原状态-XANES


Cu和Co的氧化态判断
https://doi.org/10.1038/s41467-025-64415-W
2. 探索材料的局部原子结构-EXAFS

https://doi.org/10.1038/s41467-025-64415-W
当然XANES部分的两个例子罢了,更多可以看以前的文章13种体系!一文带你掌握XANES分析方法!
看完这两个图,你大概知道XAS的能力了吧!简单来说,你想知道原子尺度的信息,就往同步辐射XAS看。
1. OK,原子尺度往同步辐射XAS看,那么只要是原子尺度同步辐射XAS就能明确分辨么?不是!有局限性的。看单原子表征

EXAFS无法以统计确定性检测到SAC样品中存在5%的金属团簇,但这5%的团簇存在可能会改变样品的催化性能。

doi/10.1021/acscatal.3c01116
可以看到,当数据包含与小氧化Pt簇相关的EXAFS特征时,SAC拟合的R因子在所有数据集中仍然很低。即使氧化团簇贡献了40%,对于只包含单原子位点的模型,R因子仍然表示良好。
说白了就是XAS存在一个模糊界限,在这个界限范围内的数据是无法有效区分的,所以做同步辐射XAS前需要提前设计样品以避开这个模糊的界限。
2. 除去单原子与团簇,在C/N/O共存时,XAS也具有局限性。

https://doi.org/10.1038/s41467-024-48209-0
所有尝试均显示出高度吻合的拟合结果,这证实了同步辐射XAS中的EXAFS拟合技术在精确解析C/N/O配位信息方面存在固有局限性。
当然局限性也不仅仅限于此,同样XAS能做到的也不止这些,还是要具体问题具体分析,但利用大型同步辐射光源的XAS是目前高端-成熟的表征技术的代表,也是提升文章理论支撑质量的有效手段。
【高端测试 找华算】
华算科技是专业的科研解决方案服务商,精于高端测试。拥有10余年球差电镜拍摄经验与同步辐射三代光源全球机时,500+博士/博士后团队护航,保质保量!
🏅已助力5️⃣0️⃣0️⃣0️⃣0️⃣➕篇科研成果在Nature&Science正刊及子刊、Angew、AFM、JACS等顶级期刊发表!



