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射线近边吸收仪

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  • 软X射线吸收谱在材料科学研究中的应用
    软 X 射线是波长介于 0.1nm 到 10nm 之间的 X 射线,由于在这个能量波段的光子能够特异性地激发元素周期表上大多数元素的原子共振能级,并发射出特征荧光或俄歇电子,因此,软 X 射线吸收谱能够适用的材料研究非常广泛。利用软 X 射线吸收谱进行材料结构及其变化过程研究的一个非常重要的因素就是它可以在不破坏研究材料结构的前提条件下同时获得材料近表面和亚表面的结构信息,另一方面,由于软 X 射线吸收谱对原子的轨道电子结构具有高度的敏感性,可以同时实现研究材料中元素价态、轨道电子自旋态以及轨道杂化等信息的探测。基于这些特点和优势,软 X 射线吸收谱在材料科学、生物科学、能源科学及环境科学等多学科及交叉学科领域复杂体系材料结构表征中发挥了非常重要的作用,为重大科学问题的研究提供了重要的实验数据支持。传统光谱表征技术(像 UV-Vsi、FT-IR 等)受激发波长的限制,其对材料结构的表征往往止步于分子层面。软 X 射线吸收谱能够以亚原子的分辨能力,通过选择性地激发原子芯能级轨道电子,实现对同一元素在不同环境条件下的键荷分析。这里以辐照前后的 PET 聚合物的结构表征为例,通过特征元素吸收边附近的能量激发,可以获得材料在二维图像上的元素分布信息和特征元素原子与周围原子的轨道杂化信息,继而解决了传统光谱表征技术对材料结构分析的局限。在能源催化领域,软 X 射线吸收谱能够定性和定量地解析催化剂材料中的活性官能团,为催化剂材料的构效关系建立提供必要的数据支撑。在这篇文章的工作中,伦敦大学 Parkin 教授的研究团队利用 SiO2 作为模板制备了氧官能团修饰的多孔碳催化剂,通过 C 和 O 的 K 边吸收谱,精确地揭示了催化剂材料中氧官能团的轨道电子结构在不同退火温度条件下的可控变化,并结合电化学分析,为醌基官能团在双电子氧还原制备 H2O2 中的优越性提供了重要的实验证据。在能源电池领域,软 X 射线吸收谱对解析正极材料中阴离子的电荷补偿行为同样表现出了独特的优势。传统的观点认为,锂电池材料中锂的脱嵌过程只涉及金属离子得失电子,因而金属离子中可转移的电子总数决定了正极材料的理论电容。但在这篇文章的工作中,东京大学 Mizokawa 教授小组通过 O 的 K 边和 Co 的 L 边吸收谱同时研究了 LixCoO2 正极材料在不同脱锂状态下的轨道电子结构变化。结果发现,不仅 Co 离子在这个过程中发生了氧化还原反应,O 阴离子同样也参与了这个反应过程。更有意思的是在 0° 和 60° 的不同入射角度条件下的 O 的 K 边吸收谱表征结果表明,材料在脱锂状态下的 Co-3d 和 O-2p 轨道杂化表现出明显的各向异性,从微观层面上揭示了 LixCoO2 正极材料在充放电过程中具有良好导电性的根本原因。在生物科学领域,利用软 X 射线吸收谱研究土壤和岩石矿物中金属和有机质的组成结构演化,有利于打破传统土壤腐殖质学对土壤有机质过程和功能认识的局限,让我们能够从生命活动的本质及其代谢产物与矿物的相互作用重新审视土壤和岩石矿物与生命耦合的协同关系。此外,基于水窗波段的软 X 射线对水分子的高透性,软 X 射线吸收谱能够实现生物膜上不同磷脂分子层的结构表征,对针对性地设计和研发生物体的靶向纳米药物具有重要的指导意义。在生命医疗领域,从亚细胞水平研究人体骨组织的结构和病理机制,有利于骨关节炎的前期诊断和治疗。在这篇文章的工作中,圣彼得堡国立大学的 Sakhonenkov 教授团队通过 Ca 的 L 边和 O 的 K 边吸收谱研究了正常骨组织与受损骨组织中羟基磷灰石的结构差异。发现骨质的硬化过程伴随着新的氧价态的生成和 Ca-O、磷酸键的增加,这不仅让我们对骨关节炎发生过程中骨组织的微观结构变化有了新的认识,同时也为骨关节炎的前期诊断和治疗提供了新的思路。总的来说,软 X 射线吸收谱在多学科领域复杂体系的材料结构表征中扮演了非常重要的角色,且随着 X 射线显微技术的发展,STXM-NEXAFS 技术联用为材料结构的多尺度高分辨表征提供了可能。但相比于硬 X 射线吸收谱而言,由于软 X 射线本身在材料中的强吸收效应,要在常规实验室条件下实现软 X 射线吸收谱表征,其难度非常之高。不仅要求高的真空操作环境,高亮的软 X 射线发射光源,同时要求各光学组件对射线的吸收也要小。因此,目前软 X 射线吸收谱表征主要还是依赖同步辐射光源。但矛盾的是,同步辐射光源的机时紧张,很难满足日益增长的科学研究需求。近年来,随着实验室 LPP、DPP 等软 X 射线光源及高精度光学组件(例如反射式波带片、平场光栅等)的开发,基于激光驱动等离子体光源的软 X 射线吸收谱仪系统也逐渐发展成熟,并成功应用到多学科领域的材料结构表征。其中,基于平场光栅几何的软 X 射线吸收谱仪系统以其紧凑的结构设计、宽的摄谱范围以及高的光谱分辨率脱颖而出,并成功实现了商业化应用,基本能够满足实验室软 X 射线吸收谱表征的需求。由德国 HP Spectroscopy 公司推出的实验室软 X 射线吸收谱,尤其适用于薄膜材料的结构表征。同时我们也可以提供针对 5-12 keV 能量波段的实验室硬 X 射线吸收谱,希望能够给相关老师和研究人员在科学研究中提供帮助。HP Spectroscopy德国 HP Spectroscopy 公司成立于 2012 年,致力于为全球科研及工业领域的客户定制最佳 X 射线解决方案,是全球领先的科研仪器供应商。现可提供 5-12keV 的非扫描式桌面 X 射线吸收精细结构谱仪 hiXAS,以及200-1200eV 的平场光栅软 X 射线吸收精细结构谱仪 proXAS,产品线还包括 XUV/VUV/X-ray 光谱仪,beamline 产品等。主要团队由 x 射线、光谱、光栅设计、等离子体物理、beamline 等领域的专家组成。长期与全球领先的研究机构的科学家维持紧密合作,关注前沿技术,保持产品的迭代与创新。众星联恒作为 HP Spectroscopy 中国区 XAS 系统授权总代理商,为中国客户提供所有产品的售前咨询,销售及售后服务。我司始终致力于为广大科研用户提供专业的 EUV、X 射线产品及解决方案。如果您有任何问题,欢迎联系我们进行交流和探讨。 相关阅读 小尺度,察纹理!实验室软X射线显微和吸收光谱探索微观结构的奥秘非扫描台式X射线吸收精细结构谱仪,加速非晶材料结构及其演化过程探索的步伐“足不出户,走进XAFS” proXAS高分辨实验室桌面NEXAFS谱仪助力材料化学结构表征分析太强了!看最新非扫描式桌面XAFS谱仪在催化领域出神入化的应用 参考文献 1. Prasad S., et al. Intl. J. Spectrosc. 7, 249 (2011)2. Wachulak P., et al. Spectrochim. Acta Part B At. Spectrosc. 145, 107 (2018)3. Liu L., et al. Angew. Chem. Int. Ed.20234. Mizokawa T., et al. Phys. Rev. Lett. 111, 056404 (2013)5. Holburg J. et al. Anal. Chem. 94, 3510 (2022)6. Novakova E., et al. Biointerphases, 3, FB44 (2008)7. Sakhonenkov S., et al. Nano. Ex. 2, 020009 (2021)8. Jonas A., et al. Opt. Express, 27, 36524 (2019) 9. Holburg J. et al. Anal. Chem. 94, 3510 (2022)
  • easyXAFS发布台式X射线吸收精细结构谱仪新品
    台式X射线吸收精细结构谱仪(XAFS/XES) 美国easyXAFS公司最新推出台式X射线吸收精细结构谱仪(XAFS/XES),采用独有的X射线单色器设计,无需同步辐射光源,在常规实验室环境中实现X射线吸收精细结构测量和分析,提供XAFS和XES两种测量模式,并轻松相互切换。以极高的灵敏度和光源质量,广泛应用在催化、电池等研究领域,实现对元素的测定、定量和价态分析等。 XAFS300 XES100easyXAFS 产品参数 X射线源: XAFS: 1.2-kw XRD(Mo/w) XES: 100w XRF 空冷管(Pd/W)能量范围: 5-12keV 可达19keV分辨率: 0.5-1.5eV样品塔: 7位自动样品轮布拉格角: 55-85 deg检测器: SDD单晶尺寸: 球面单晶(Si/Ge) 直径10cm,曲率半径100cm软件: LabVIEW, 脚本扫描扩展: 仪器可外接设备,控制样品条件分析仪校准: 预先校准,快速插拔更换 easyXAFS 产品优势 - 无需同步辐射光源- 科研级别谱图效果- 台式设计,实验室内使用- 可外接仪器设备,控制样品条件- 可实现多个样品或多种条件测试- 操作便捷、维护成本低 easyXAFS 应用案例谱图展示 1、XAFS300 2、XES100 ■ XES Mode ■ XAFS Mode easyXAFS 已发表文章1. Mundy, Cossairt, et al.,Chem Mater 20182. Jahrman, Seidler, and Sieber, Anal.Chem., 20183. Holden, Seidler, et al.,J.Phys.Chem.A, 2018.4. Holden, Seidler, et al.,J.Phys.Chem.A, 2018.5. Stein, Holden, et al., Chem.Mater., 2018.6. Padamati, Angelone, et al.,JACS, 20177. Mortensen, Seidler, et al., Phys Rev B, 2017.8. Valenza, Jahrman, et al., Phys Rev A, 20179. Mortensen, Seidler, et al., XAFS16 conference proceedings.10. Seidler, Mortensen, et al., XAFS16 conference proceedings.创新点:1、采用独有的X射线单色器设计,无需同步辐射光源即可进行测试; 2、台式设计,方便实验室使用; 3、提供两种测量模式:XAFS和XES。 台式X射线吸收精细结构谱仪
  • easyXAFS发布台式X射线吸收精细结构谱仪新品
    台式X射线吸收精细结构谱仪(XAFS/XES) 美国easyXAFS公司最新推出台式X射线吸收精细结构谱仪(XAFS/XES),采用独有的X射线单色器设计,无需同步辐射光源,在常规实验室环境中实现X射线吸收精细结构测量和分析,提供XAFS和XES两种测量模式,并轻松相互切换。以极高的灵敏度和光源质量,广泛应用在催化、电池等研究领域,实现对元素的测定、定量和价态分析等。 XAFS300 XES100easyXAFS 产品参数 X射线源: XAFS: 1.2-kw XRD(Mo/w) XES: 100w XRF 空冷管(Pd/W)能量范围: 5-12keV 可达19keV分辨率: 0.5-1.5eV样品塔: 7位自动样品轮布拉格角: 55-85 deg检测器: SDD单晶尺寸: 球面单晶(Si/Ge) 直径10cm,曲率半径100cm软件: LabVIEW, 脚本扫描扩展: 仪器可外接设备,控制样品条件分析仪校准: 预先校准,快速插拔更换 easyXAFS 产品优势 - 无需同步辐射光源- 科研级别谱图效果- 台式设计,实验室内使用- 可外接仪器设备,控制样品条件- 可实现多个样品或多种条件测试- 操作便捷、维护成本低 easyXAFS 应用案例谱图展示 1、XAFS300 2、XES100 ■ XES Mode ■ XAFS Mode easyXAFS 已发表文章1. Jahrman, Seidler, et al., J. Electrochem. Soc. 2019.2. Jahrman, Holden, etal., Rev. Sci. Instrum. 2019.3. Bès, Ahopelto, et al., J. Nucl. Mater. 2018.4. Mundy, Cossairt, et al.,Chem Mater 20185. Jahrman, Seidler, and Sieber, Anal. Chem., 20186. Holden, Seidler, et al., J. Phys. Chem. A, 2018.7. Stein, Holden, et al., Chem. Mater., 2018.8. Padamati, Angelone, et al., JACS, 20179. Mortensen, Seidler, et al., Phys Rev B, 2017.10. Valenza, Jahrman, et al., Phys Rev A, 201711. Mortensen, Seidler, et al., XAFS16 conference proceedings.12. Seidler, Mortensen, et al., XAFS16 conference proceedings.13. Seidler, Mortensen, et al., Rev. Sci. Instrum. 2014.创新点:1、采用独有的X射线单色器设计,无需同步辐射光源即可进行测试; 2、台式设计,方便实验室使用; 3、提供两种测量模式:XAFS和XES。 台式X射线吸收精细结构谱仪
  • 无需同步辐射光源,台式X射线吸收精细结构谱仪(XAFSXES)最新发布!
    美国easyXAFS公司新推出无需同步辐射光源的台式X射线吸收精细结构谱仪——可以放置在实验室内使用的XAFS! 1. 什么是XAFS?X射线吸收精细结构(X-ray absorption fine structure,XAFS)原理: X射线通过光电效应被物质吸收,产生光电子(出射波);经过周围原子散射,产生散射波;相位不同的两列波在吸收原子处产生干涉,影响吸收原子处的光电子波函数,即吸收系数μ。随能量E变化的μ(E)曲线即XAFS。 由上可知,XAFS信号由吸收原子周围的近程结构决定,可提供小范围内原子簇结构信息,包括配体种类、配位数、配位距离等结构信息和元素价态分析等电子结构信息。 2. 哪里可以做XAFS测试?目前XAFS测试需要依赖同步辐射光源,国内仅有三家:北京高能物理所,上海光源、中国科学院大学;XAFS测试服务也只是同步辐射实验室内的一小部分应用,实在难以满足广大科研用户的使用需求。不过不用担心,台式XAFS谱仪将为您提供服务! 3. 台式XAFS/XES谱仪由美国easyXAFS公司研发的台式X射线吸收精细结构谱仪(XAFS/XES),无需同步辐射光源即可提供XAFS和XES测试;台式体积,可放置于实验室内随时使用,大节省了科研等待时间!同时具有操作简单、方便;配有7位自动样品轮;可集成辅助设备,控制样品条件;后期维护成本低等优势。 XAFS300XES100 4. 应用案例4.1 不同配体化合物的鉴别应用台式XAFS谱仪可以快速实现不同配体化合物的鉴别,直观明了!尤其对广泛应用而言,操作使用无压力。如下图中CoP和CoP标准品。 Mundy, Cossairt, et al., Chemistry of Materials 2018 4.2 同步辐射&台式XAFS/XES经过不同温度处理的橡木的生物炭样品,其同步辐射实验结果和台式XAFS/XES实验结果相一致,即随着温度升高,氧化态S的样品含量在减少。XES:CS500 (800 ppm S) 50min;Oak600 sample (150 ppm S) 6hSynchrotron XANES:CS500(800 ppm)24min;Oak 600sample(150ppm S)114minHolden, Seidler, et al., J. Phys. Chem. A, 2018 4.3 固体核磁&台式XAFS/XES通过对比P的MAS NMR和XES的结果,证明了用P的Kα 的XES谱图可以定量检测LnP量子点的氧化程度和磷酸盐的种类。而且仅从几毫克的样品量即可获得高分辨结果,时间短,将会是更好的测量工具。XES:<5mg样品量,30min内SSNMR:10—20mg样品量,长达数天 在SSNMR谱图中,0ppm位置的峰对应的是表面磷酸盐,而该组分显示在约2014.41 eV的Kα1能量位置。 不同价态的含P化合物的谱图出峰差异,可以判断化合物种类。 -3 -1 +5Stein, Holden, et al., Chem. Mater., 2018. 5. 仪器用户台式XAFS/XES一经推出,便受到广泛的关注,其的性能,得到越来越多的用户认可。目前已安装的用户单位有:催化剂研究方向格罗宁根大学 马克思普朗克研究所 苏黎世理工大学 电池研究方向 克劳斯塔尔工业大学乌尔姆赫尔姆霍兹研究所放射性核素研究方向 谢菲尔德大学
  • 重要成果!1000 mA/cm²高活性OER,easyXAFS台式X射线吸收精细结构谱仪解析电催化剂
    电化学分解水是一种将间歇性能源(如风能,太阳能)转化为氢能的有效途径,有利于推动碳中和。开发廉价高活性的氧析出(OER)电催化剂是该技术走向实际应用的关键之一。研究表明,过渡金属催化剂在OER过程中可重构形成具有更高活性的羟基氧化物,且杂原子的加入可促进这一表面重构反应。基于此,太原理工大学与新南威尔士大学合作提出一种原位重构策略,以FeB包覆的NiMoO作为预催化剂进行表面重构,获得了高活性的OER催化剂。作者利用美国easyXAFS公司研发的台式X射线吸收光谱仪XES150解析了催化剂的精细结构,并结合多种其他表征技术及理论计算,证明重构过程形成的稳定高价态Ni4+物种可促进晶格氧活化进而提升OER反应。该项工作揭示了催化活性的提升机理,并实现了1000mA/cm2级别的超高反应电流,以“Stable tetravalent Ni species generated by reconstruction of FeB-wrapped NiMoO pre-catalysts enable efficient water oxidation at large current densities”为题发表于期刊Applied Catalysis B: Environmental。 本文中使用的台式X射线吸收光谱仪XES150无需同步辐射光源,可以在实验室内测试XAFS和XES数据,谱图数据与同步辐射光源谱图数据完全一致。仪器推出至今,已在全球拥有100+用户群体,市场份额遥遥领先,久经时间考验,细节打磨更完善,稳定性可靠性更高。设备还可实现图1. 台式X射线吸收精细结构谱仪-XAFS/XES 图一展示了催化剂的合成示意图,NiMoO/FeB 预催化剂通过原位重构形成NiFeOOH,其中的准金属硼诱导形成纳米片/纳米棒结构。所得的催化剂的OER活性高于纯NiOOH和贵金属RuO2(图2a)。该催化剂仅需1.545 V vs. RHE即可驱动1000 mA/cm2电流,性能优于其他文献报道(图2b)。作者利用台式XES150 system (Easy XAFS LLC, USA)测试了样品X射线吸收谱。通过Ni-K边 X射线吸收近边结构 (XANES) 光谱分析Ni的电子态。白线峰与 1 s 到 4p 跃迁相关。在 NiFeOOH 的 XANES 光谱中白线峰峰值位于 8352.66 eV,高于 NiOOH(图 2c),这表明NiFeOOH中Ni的平均氧化态高于NiOOH中的平均氧化态,并且NiFeOOH中形成了更多的Ni4+物种。 同时,由于金属 4p 轨道的离域,NiFeOOH吸收边向较低能量移动,峰展宽且边缘跃迁强度增加(即 1 s→4p),这些对配体-金属共价性敏感的特征性变化表明Ni-O 共价键增加(图 2d)。作者进一步分析拟合了Ni K-边的傅立叶变换扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)的k3χ数据,以探究局部原子结构(图2e-2h)。与NiOOH 相比,NiFeOOH 的 Ni-O 散射路径原子间距离从 1.98 &angst 减小到 1.85 &angst ,证明 Ni-O 键的共价性质的增加。 Ni-O 散射路径的偏移归因于NiOOH 和 NiFeOOH 中不同的局部配位环境,这是由于其中NiOOH 和 NiO2物相的比例不同。 上述结果表明,NiFeOOH 中的稳定态物种主要是 Fe 掺杂的 NiO2 物质,这是由 Fe 掺杂和重构过程(即中等高电位下的电化学极化)引起的。 Ni4+生成量的增加导致Ni-O共价性增大,从而促进晶格氧的活化,提升OER催化反应活性。图1. NiMoO/FeB 预催化剂与NiFeOOH 催化剂的合成示意图。图2. (a) 催化剂的LSV曲线。(b)本文催化剂过电势与其他文献报道对比图。(c)(d)Ni-K边XANES谱图。(e)Ni-K边EXAFS谱图。(f)NiO, (g) NiOOH,及 (h) NiFeOOH的EXAFS拟合结果。参考文献:[1]. Yijie Zhang et al., Stable tetravalent Ni species generated by reconstruction of FeB-wrapped NiMoO pre-catalysts enable efficient water oxidation at large current densities, Applied Catalysis B: Environmental, Volume 341, February 2024, 123297.相关产品1、台式X射线吸收精细结构谱仪-XAFS/XEShttps://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C327753.htm
  • 锂电正极材料新进展!台式X射线吸收精细结构谱仪easyXAFS提供关键数据支撑
    锂离子电池(LIBs)是电动汽车的主要动力来源,同时在电网储能方面显示出巨大的应用前景。然而,对于其材料的能量密度、功率和安全性等方面的研究并未得到真正的完善。近期研究表明,富锂无序岩盐(DRS)体系是非常有前途的材料之一,如富锂-过渡金属(TM)氧氟化物就表现出巨大潜力。但DRS正极材料的一个关键问题是容量衰退明显。例如电极材料和电解质之间的副反应,导致容量下降和循环过程中的结构变化;锰基尖晶石中观察到Mn从阴极溶解并随后迁移到阳极,造成容量衰退;较高的充电电压可以触发氧化还原反应形成二氧化碳,导致不可逆的O损失和降解。为了解决该问题,研究人员发现可以通过替换初始部分的过渡金属来稳定DRS氧氟相。近期,Maximilian Fichtner课题组采用机械化学球磨法合成了锰基无序岩盐氧氟化物Li2Mn1&minus xVxO2F(0≤x≤0.5)作为锂离子电池正极材料,分析了部分钒取代对样品性能的影响,重点研究了样品的电化学性能。为了确定合成材料中Mn和V的氧化状态,作者利用美国台式X射线吸收精细结构谱仪easyXAFS进行了X射线吸收光谱分析。该系统,摆脱了同步辐射光源的束缚,在实验室中提供了一套媲美同步辐射光源数据的表征技术,包括X射线吸收光谱(XAFS)和X射线发射光谱(XES),实现了对元素化学价态、局部配位结构以及自旋态的多重互补信息的获取,为阐明电化学性能的改善机理提供了关键数据支撑。图1. 美国台式X射线吸收谱仪系统easyXAFS300+ 图2a是Li2MnO2F (LMOF)和Li2Mn0.5V0.5O2F (LMVOF)的Mn K边XANES光谱,并与各种锰氧化态的标准物进行对比。从MnO金属到MnIVO2,随着氧化状态的增加,吸收边逐渐向高能量移动。两种LMOF样品(正常和高温)都接近MnIII2O3的吸收边,表明Mn的平均氧化态为3+。相反,LMVOF接近MnIIO的+2氧化态。因此,与所使用的前驱体相比,Mn氧化态未发生变化,而且热处理对氧化态无任何影响。此外,两个LMVOF样品中V K边的能量位置均位于VIII2O3和VIVO2之间,如图2b所示,V的边前锋与1s→3d转变有关,在两个LMVOF样品的边前锋不同,表明其DRS结构中六配位V-O(F)发生局部畸变,p-d轨道杂化使得1s→3d跃迁成为可能。边前峰的强度反映了偏离中心对称性的程度,在HT-LMVO中变弱的边前锋表明热处理减轻了局部畸变。如图2c所示,拟合的边前峰中心随V的氧化态增加向高能偏移,两个LMVOF都接近VIII2O3的边前锋位置,表明平均氧化态为3+。因此,从Mn和V的K 边光谱可以看出,在高能球磨过程中没有发生电荷转移,可以认为合成的化合物保持了起始前驱体的价态。图2. (a) LM(V)OF的归一化Mn K边XANES谱 (b)LMVOF的归一化V K边XANES谱。插图为边前区。(c)线性+洛伦兹基线函数的高斯峰值模型对LMVOF进行边前区拟合。V2O3、VO2和V2O5采用相同的拟合方法。 图3为测得的Mn K边X射线吸收精细结构(XAFS)光谱。如图3a所示,原始的LMOF、以及经20个循环的LMOF和HT-LMOF XANES光谱与Mn2O3的吸收边能量一致。这表明Mn3+处于放电/锂化状态,与原始LMOF(图3)和前20个循环的锰可逆的氧化还原反应类似。如图3b所示,虽然两个循环的电极都表现出比原始材料更高的振幅,但扩展边(EXAFS)数据的傅里叶变换证实了他们相同的局域配位,这表明循环后局部无序化降低。在HT-LMOF_20C中,观察到第一和第二配位壳的傅里叶变换峰振幅略高,这表明热处理减少了局部无序化现象。对第一个Mn-O/F和第二个Mn-Mn配位壳进行了壳拟合(表2)。对于HT-LMOF来说,Mn-O/F的原子间距离变大,Mn-Mn的配位键长略有增加。可以推断,热处理有助于提高球磨化合物的对称性并减少缺陷,但也可能影响结构中的局部氟化程度。图3. 原始LMOF、以及LMOF及HT LMOF 20个循环后的Mn k边XAFS光谱。(a)标准物的XANES (b) EXAFS的傅里叶变换,原始LMOF (c和d)、原始LMOF_20C (e和f)和HT-LMOF_20C (g和h) 的R空间壳层拟合;k3加权χ(k), dk = 1。 图4为放电状态下HT-LMVOF电极的V和Mn K-边XANES光谱。Mn K-边略向高能量移动,表明Mn氧化态的升高。此外,V的 K 边出现明显的吸收边偏移和显著的边前锋强度增加,表明V的平均氧化态已经从3+增加到4+。因此,经过长时间的循环,V和Mn都被轻微氧化,尤其是Mn的氧化态,这可能是受到Mn溶解的影响。图4. 放电状态下,(a) LMVOF_20C电极的V和Mn 的K边XANES光谱。 台式X射线吸收精细结构谱仪-XAFS/XES测试数据展示: XAFS for 3d-transition metalseasyXAFS硬x射线能谱仪具有宽的能量范围,可以测量从Ti到Zn的所有三维过渡金属的高质量XANES和EXAFS。这些元素在从电池到催化、环境修复等现代研究的关键领域关重要。Fe\Mn\Ni\Co\Cu XANES & XES Kβ data用easyXAFS300+测量了Fe\Mn\Ni\Co\Cu XANES 谱图及 Fe XES Kβ数据,分别提供元素价态及自旋态的数据支撑。Adv. Func. Mater. 2022, 2202372。Cu EXAFSeasyXAFS光谱仪探测了Cu K-edge X射线近边吸收谱(XANES)。实现材料元素价态及配位结构的解析对MOFs材料的性能及机理研究尤为重要。J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 4515&minus 4521Ni EXAFSeasyXAFS硬x射线光谱仪拥有与同步加速器匹配的高能量分辨率。实现对Ni近边区XANES和扩展边区EXAFS的高质量数据采集。J. Mater. Chem. A, 2021, 9, 14432–14443Fe EXAFS高性能Fe K-edge 扩展边到k = 14 &angst ,样品为Fe金属箔。EXAFS提供了对局部结构和配位环境的数据测量。NMC Ni K-edge高性能NMC 442和NMC 811电池电极的Ni K-edge XANES谱图。Ni K-edge位置的变化反映了不同NMC组成导致Ni氧化态的变化。J. Electrochem. Soc., 2021, 168, 050532Co K-edge Rapid XANESeasyXAFS硬x射线光谱仪能够与同步加速器匹配的能量分辨率高质量的数据收集。优异的性能可以在几分钟内实现。这使得在短时间内收集大数据集以及实时跟踪反应过程成为可能。Pr L3-edge XANESPr2O3和Pr6O11的L3边XANES数据表明对Pr氧化状态变化的敏感性。用easyXAFS300光谱仪测量。V XANES利用台式X射线吸收精细结构谱仪获得了V k边的边前及近边结构谱图,揭示了引入Al3+后,VOH的结构变化及充放电过程中的有利作用。Nano Energy, 2020, 70, 104519Cr Kα XES用easyXAFS光谱仪测量了不同氧化态的Cr Kα X射线,兼具高能量分辨率及X射线荧光的高灵敏度。Anal. Chem. 2018, 90, 11, 6587–6593V EXAFSV K-edge EXAFS显示了easyXAFS谱仪与同步辐射光源相匹配的高k值下的优异表现。Fe Oxide XANES data用easyx150光谱仪测量Fe和Fe(III) [Fe2O3]的Fe K-edge,利用XANES对氧化态差异进行表征。Ti\Mn XANES dataeasyXAFS谱仪获取Ti元素和Mn元素的价态变化,进一步验证了高价Ti离子和部分F离子替代后策略背后的作用机理。Chem. Mater. 2021, 33, 21, 8235–824Mn&Fe EXAFSeasyXAFS谱仪获取Ti元素和Mn元素的XANES和EXAFS谱图,解析化学价态及局部配位结构。Adv. Func. Mater. 2022, 2202372Fe oxide XES(low weight %)Fe Kβ 光谱测量浓度低0.25 wt. %,测量时间仅为4分钟。X射线发射谱XES非常适合于低元素浓度。XES-Se VTC 在easyXES150光谱仪上对金属Se和Na2SeO4的价带→核心的XES测量。12639 eV处出现的附加峰反映了Na2SeO4中硒价电子的价电子结构的变化,这可能是由于与氧的轨道混合所致。XES- Ni VTC用easyXAFS光谱仪测量了不同化合物的Ni Kβ XES,在高能量分辨率下,显示了对X射线荧光的灵敏度。Adv. Mater. 2021, 2101259【参考文献】[1]. Synthesis and Structure Stabilization of Disordered Rock Salt Mn/V-Based Oxyfluorides as Cathode Materials for Li-Ion Batteries. Iris Blumenhofer, Yasaman Shirazi Moghadam, Abdel El Kharbachi, Yang Hu, Kai Wang, and Maximilian Fichtner. ACS Materials Au, DOI: 10.1021/acsmaterialsau.2c00064
  • 普析通用河北举办《紫外、原子吸收、X射线荧光分析仪》学术交流会
    关于举办《紫外可见分光光度计、原子吸收光谱仪、X射线荧光分析仪》 学术交流会邀请函 随着加入WTO与国际接轨,新的要求、新的标准给仪器应用带来了更广泛的领域,同时,随着科技的发展、市场的繁荣给分析工作带来了新的仪器、新的技术。为更进一步了解仪器的原理性能,使现有的资金——购置最适用的设备;使现有的设备——发挥最出色的作用,北京普析通用仪器有限责任公司特举办此交流会,并邀请专家授课。现将有关事宜通知如下: 一、日期:2006年4月26日 二、讲课内容及时间安排: l 上午8:45-11:45介绍讲解 李昌厚教授专程主讲 紫外可见分光光度计部分 1. 目前国内、外紫外可见分光光度计仪器及应用的最新进展。 2. 紫外可见分光光度计的主要性能指标(定义、测试方法、对分析误差的影响、应用上的重要性)。 3. 如何评价(挑选)紫外可见分光光度计使之适用于本职的分析工作。 4. 如何使用好紫外可见分光光度计的关键问题。 l 下午1:00-2:30介绍讲解 李昌厚教授专程主讲 原子吸收分光光度计部分 1. 目前国内、外原子吸收分光光度计仪器及应用的最新进展。 2. 原子吸收光谱仪的主要性能指标(定义、测试方法、对分析误差的影响、应用上的重要性。) 3. 如何比较一台原子吸收光谱仪的功能,它给分析工作带来的优越性是什么? 4. 如何选择原子吸收光谱仪的最佳分析条件,及提高灵敏度的方法。 l 下午2:30-4:00介绍讲解 田宇纮教授专程主讲 X射线荧光分析仪部分 全反射X射线荧光(TXRF)分析技术是近年才发展起来的多元素同时分析技术。TXRF可以大大提高能量分辨率和灵敏度。该技术被誉为在分析领域是最具有竞争力的分析手段、在原子谱仪领域内处于领先地位。本讲座将要介绍的就是X射线荧光分析仪在材料分析中的应用技术与最新的发展情况。 三、 原吸紫外主讲人: 李昌厚教授 中国分析仪器学会副理事长 中国光学仪器学会 物理光学仪器专业委员会 副主任 中国国家技术监督局 国家级计量认证评审员 中国科学院上海生物工程研究中心 仪器分析室主任、研究员、博士生导师:李昌厚教授专程主讲 X射线荧光分析仪主讲人: 田宇纮教授 中国科学院近代物理研究所 教授 X射线荧光分析仪设计与制造 专家 四、 会议地点: 唐山饭店 多功能厅 唐山市建设南路46号(唐山市百货大楼对面) 报名联系人:孟令红 田凤 电话:13383059598 0311-86050158 五、 本次研讨会免费听取,并提供中午工作餐。 六、 到场请认真填写《会议信息反馈表》,及时交到会务组,凭此领取礼品。 七、 为提高听课质量,敬请与会者在主讲人授课时间保持手机安静。 八、 乘车路线:唐山市火车站汽车站坐车到唐山市百货大楼对面。车程十五分钟。 注:具体讲课时间以4月26日当天的研讨会现场安排为准,如有变动不另行通知。 北京普析通用仪器有限责任公司河北联络处 2006年4月12日 参 会 回 执 单位全称: 部门(科、室): 通讯地址: 邮    编: 参会人数: 电    话: 参会人员姓名: 联 系 电 话: 其他要求: 注:因会场空间有限,名额仅限150人。请参会人员及时准确填写回执。并请传真至0311-86050158-810。凭此回执参加研讨会。 另:如不方便发传真,也可电话及邮件报名 报名联系人:田凤 联系电话:0311-86050158 E-mail:hebeioffice@pgeneral.com
  • 400万!南京大学台式X射线吸收谱仪采购项目
    项目编号:0667-221JIBEP6037、ZH2022020148项目名称:台式X射线吸收谱仪预算金额:400.0000000 万元(人民币)采购需求:台式X射线吸收谱仪 1套简要技术要求:单色器晶体布拉格角测量范围:55°-80°合同履行期限:交货时间:合同签订后11个月内本项目( 不接受 )联合体投标。
  • 小尺度,察纹理!实验室软X射线显微和吸收光谱探索微观结构的奥秘
    众所周知,光学显微镜的分辨率即使达到波动光学理论的极限也只不过 200nm,对材料微观结构的认识还存在一定的局限。电子显微镜的点分辨率虽然可以达到 0.1nm,但考虑到电子的穿透深度较低,同时与结构原子相互作用可能引起结构的改变,难以实现蛋白质、DNA 等生物大分子的原位无损观测。近年来,基于水窗波段(2.3nm-4.4nm)的软 X 射线显微和光谱学技术的发展为土壤和生物细胞的原位分析提供了新的途径,避免了化学提取或样品处理过程产生的人为干扰。基于透射 X 射线吸收成像原理的软 X 射线显微成像技术,能够在纳米尺度的空间分辨率上获得材料的三维图像信息,实现样品的无损观测。软 X 射线吸收精细结构光谱分析能够获取样品内在元素价态及分子结构的变化信息。两种技术相结合的软 X 射线原位成像和光谱分析已成功在同步辐射光源上得以验证,并在纳米尺度上观测到土壤有机质和生物体细胞内碳元素种类的异质性分布。但同步辐射测试机时紧张,往往跟不上科研需求,极大地限制了这类表征技术在各领域的应用。鉴于此,德国 HP Spectroscopy 公司推出了实验室软 X 射线吸收精细结构光谱仪和显微成像系统。该系统采用双光路设计,核心是激光驱动气体等离子体产生的 XUV 光源,能够同时满足水窗波段的软 X 射线显微和高分辨率的 NEXAFS 表征。图1. 激光驱动等离子体 XUV 光源系统得益于水分子对水窗波段的软 X 射线的高透性,利用该系统可以原位观测一种耐辐照球菌和囊裸藻类生物的活体显微结构,如图2 所示。从显微图像可以看出,受限于生物样品的厚度,虽然这些生物体内部更详细的结构信息难以被观测到,但生物体的边界轮廓非常清晰。图2.一种耐辐照球菌(DSM no. 20539)(左)和囊裸藻类生物(SAG 1283-11)(右)的软 X 射线显微成像图,曝光时间分别为 5 min 和 60 min与此同时,利用软 X 射线吸收精细结构光谱的元素的特异性及局域环境的敏感性,通过原位探测土壤有机质的分子结构变化,能够让我们从生命活动的产物在土壤中的滞留状态及这种状态与土壤中生命的关系重新审视土壤有机质的本质。例如,NEXAFS 光谱中脂肪族 C 峰强度的增加可能与根系沉积物的滞留有关等。图3 聚酰亚胺、腐植酸、富里酸和淋溶土的碳 K 边 NEXAFS 谱图(左)和几类有机质的碳 K 边 NEXAFS 谱图,单个光谱采集时间为2.5 min软 X 射线吸收精细结构光谱和显微成像系统——proXAS德国 HP Spectroscopy 公司采用的激光驱动等离子体产生 XUV 光,无固体碎屑产生,可满足 1-6nm 波长范围内的光谱分析及多个特征波长的单色 XUV 光发射。像差校平场光栅结构能够实现最高 400 eV 带宽的摄谱范围,元素吸收边覆盖 C、N、O 等轻元素的 K 边及 Ti、V、Mn 等过渡金属元素的 L 边。目前得到的 1-6nm 波长范围内的 NEXAFS 光谱分辨率 ≥1500。系统主要参数描述如下激光驱动XUV光源波长/能量范围1-6 nm/200-1200 eV重频20 Hz像差校正平场光栅谱仪光源光通量1E15 photons/s/sr @ 200-800 eV光谱分辨率λ/∆ λ≥1500 @ 200-1200 eV摄谱能量带宽∆ E=250-400 eV @ 200-1200 eV光谱采集时间≤5 min (100 nm有机薄膜)分析元素浓度≥0.2 wt%腔室真空度≥1E-5 mbar控制及光谱分析系统探测器类型CCD探测器探测器像素尺寸≤13.5 μm×13.5μm控制及光谱分析软件集成光谱系统控制、光谱分析及校正功能软X射线显微系统单色波长λ=2.88 nm(其他波长可定制)空间分辨率≤50 nm相关阅读利用实验室XANES改进电解催化剂使用实验室XANES优化合成气转化催化剂“足不出户,走进XAFS” proXAS高分辨实验室桌面NEXAFS谱仪助力材料化学结构表征分析太强了!看最新非扫描式桌面XAFS谱仪在催化领域出神入化的应用非扫描台式X射线吸收精细结构谱仪,加速非晶材料结构及其演化过程探索的步伐关于HP Spectroscopy德国 HPSpectroscopy 公司成立于 2012 年,致力于为全球科研及工业领域的客户定制最佳 X 射线解决方案,是全球领先的科研仪器供应商。现可提供 5-12keV 的非扫描式桌面 X 射线吸收精细结构谱仪 hiXAS,以及200-1200eV 的平场光栅软 X 射线吸收精细结构谱仪 proXAS,产品线还包括 XUV/VUV/X-ray 光谱仪,beamline 产品等。主要团队由 x 射线、光谱、光栅设计、等离子体物理、beamline 等领域的专家组成。长期与全球领先的研究机构的科学家维持紧密合作,关注前沿技术,保持产品的迭代与创新。众星联恒作为 HP Spectroscopy 中国区 XAS 系统授权总代理商,为中国客户提供所有产品的售前咨询,销售及售后服务。我司始终致力于为广大科研用户提供专业的 EUV、X 射线产品及解决方案。如果您有任何问题,欢迎联系我们进行交流和探讨。参考文献:[1] Zhe (Han) Weng, Johannes Lehmann, et al. Probing the nature of soil organic matter, Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 52(22), 4072-4093 (2022). DOI: 10.1080/10643389.2021.1980346.[2] Jonathan Holburg, Matthias Müller, et al. High-Resolution Table-Top NEXAFS Spectroscopy, Analytical Chemistry 94 (8), 3510-3516 (2022). DOI: 10.1021/acs.analchem.1c04374.[3] Matthias Müller, Tobias Mey, et al. Table-top soft x-ray microscope using laser-induced plasma from a pulsed gas jet, Opt. Express, 22, 23489-23495 (2014). DOI: 10.1364/OE.22.023489.[4] Matthias Müller, Tobias Mey, et al. Table-top soft X-ray microscopy with a laser-induced plasma source based on a pulsed gas-jet, AIP Conf. Proc., 1764, 030003-03008 (2016). DOI: 10.1063/1.4961137.免责声明:此篇文章内容(含图片)部分来源于网络。文章引用部分版权及观点归原作者所有,北京众星联恒科技有限公司发布及转载目的在于传递更多行业资讯与网络分享。若您认为本文存在侵权之处,请联系我们,我们会在第一时间处理。如有任何疑问,欢迎您随时与我们联系。
  • 455万!美国easyXAFS中标大连化物所X射线吸收精细结构谱仪采购项目
    一、项目编号:OITC-G230310457(招标文件编号:OITC-G230310457)二、项目名称:中国科学院大连化学物理研究所X射线吸收精细结构谱仪采购项目三、中标(成交)信息供应商名称:北京纵坐标国际贸易有限公司供应商地址:北京市朝阳区静安东里12号院1号楼A315中标(成交)金额:455.0000000(万元)四、主要标的信息序号 供应商名称 货物名称 货物品牌 货物型号 货物数量 货物单价(元) 1 北京纵坐标国际贸易有限公司 X射线吸收精细结构谱仪 easyXAFS,LLC easyXAFS300+ 1套 ¥4,550,000.00
  • 1160万!中国科学院掠广角X射线散射仪、X射线单晶衍射仪和台式X射线吸收精细结构谱仪采购项目
    一、项目基本情况项目编号:OITC-G240261656-1项目名称:中国科学院2024年仪器设备部门批量集中采购项目预算金额:1160.000000 万元(人民币)最高限价(如有):1160.000000 万元(人民币)采购需求:1、采购项目的名称、数量:包号货物名称数量(台/套)用户单位是否允许采购进口产品8掠入射/小角/广角X射线散射仪1中国科学院过程工程研究所是包号货物名称数量(台/套)用户单位是否允许采购进口产品9X射线单晶衍射仪1中国科学院大连化学物理研究所是包号货物名称数量(台/套)用户单位采购预算(人民币)最高限价(人民币)是否允许采购进口产品26台式X射线吸收精细结构谱仪1中国科学院赣江创新研究院400万元400万元是投标人须以包为单位对包中全部内容进行投标,不得拆分,评标、授标以包为单位。2、技术要求详见公告附件。合同履行期限:详见采购需求本项目( 不接受 )联合体投标。二、获取招标文件时间:2024年07月25日 至 2024年08月01日,每天上午9:00至11:00,下午13:00至17:00。(北京时间,法定节假日除外)地点:www.oitccas.com;北京市海淀区丹棱街1号互联网金融中心20层方式:登录“东方招标”平台www.oitccas.com注册并购买。售价:¥600.0 元,本公告包含的招标文件售价总和三、对本次招标提出询问,请按以下方式联系。1.采购人信息名 称:中国科学院过程工程研究所     地址:北京市海淀区中关村北二街1号        联系方式:010-82545054      2.采购代理机构信息名 称:东方国际招标有限责任公司            地 址:北京市海淀区丹棱街1号互联网金融中心20层            联系方式:窦志超、曹山010-68290529            3.项目联系方式项目联系人:窦志超、曹山电 话:  010-68290529
  • 500万!中科院大连化物所X射线吸收精细结构谱仪采购项目
    项目编号:OITC-G230310457项目名称:中国科学院大连化学物理研究所X射线吸收精细结构谱仪采购项目预算金额:500.0000000 万元(人民币)最高限价(如有):500.0000000 万元(人民币)采购需求:包号设备名称数量简要用途交货期交货地点是否允许采购进口产品1X射线吸收精细结构谱仪1套研究活性金属元素氧化态和键共价性,以及配位数,电子授体和原子间距等探索反应机理并为改善材料提供理论指导。能够深入研究催化剂/电池/环境等材料的构效关系,为高水平文章的机理解析提供重要数据支撑。合同签订后11个月内中国科学院大连化学物理研究所是 投标人可对其中一个包或多个包进行投标,须以包为单位对包中全部内容进行投标,不得拆分,评标、授标以包为单位。合同履行期限:合同签署后11个月内到货本项目( 不接受 )联合体投标。
  • 700万!同济大学高能型X射线吸收精细结构谱仪采购项目
    项目编号:Z20230348(招标代理机构内部编号:SHZC20232104)项目名称:同济大学高能型X射线吸收精细结构谱仪采购项目预算金额:700.0000000 万元(人民币)最高限价(如有):700.0000000 万元(人民币)采购需求:高能型X射线吸收精细结构谱仪一套。无需同步辐射光源即可提供XAFS测试,实现对材料中元素的氧化态、电子结构、对称性、3D立体结构、原子间距、配位数、配位元素等进行分析(具体项目内容、采购范围及所应达到的具体要求,以招标文件第三章—招标需求相应规定为准)。本项目不采购进口产品【根据财政部《政府采购进口产品管理办法》(财库[2007]119号)规定:进口产品是指通过中国海关报关验放进入中国境内且产自关境外的产品】。合同履行期限:2023年10月31日前完成并验收合格交付使用(具体内容详见招标文件第三章—招标需求)本项目( 不接受 )联合体投标。获取招标文件时间:2023年02月20日 至 2023年02月27日,每天上午9:00至11:00,下午13:00至16:00。(北京时间,法定节假日除外)地点:上海市静安区天目中路380号11楼会议室方式:现场获取或通过电子邮件(daixiaojun@shzfcg.cn)获取售价:¥500.0 元,本公告包含的招标文件售价总和对本次招标提出询问,请按以下方式联系。1.采购人信息名称:同济大学地址:上海市杨浦区四平路1239号联系方式:段老师;021-659826702.采购代理机构信息名称:上海政采项目管理有限公司地址:上海市静安区天目中路380号11楼联系方式:戴小军、付荣021-62091273*8009、021-62091253*8004 3.项目联系方式项目联系人:戴小军、付荣电话:021-62091273*8009、021-62091253*8004
  • 直击iCS 2014——x射线荧光及原子吸收光谱专场,精彩继续
    由仪器信息网主办的第三届&ldquo iCS光谱网络会议(iConference on Spectroscopy,iCS2014 )&rdquo 今日进行了X射线荧光(XRF)专场和原子吸收光谱(AAS)专场的会议。会议报名持续火爆,两场会议的报名人数再次超越千人大关,出席人数近五成。 上午主题是X射线荧光(XRF)专场,中国科学院地球环境研究所的徐红梅博士代表曹军骥 研究员做了《能量色散X射线荧光光谱仪(EDXRF)在测试大气气溶胶样品中的应用》的报告,中检南方邓春涛老师根据自己多年工作经验也为大家详述XRF在电子产品检测领域的应用,来自赛默飞世尔科技的吕勇老师则介绍了赛默飞世尔XRF产品在汽车尾气三元催化和板材涂层方面的最新应用和技术。 下午主题为原子吸收光谱(AAS)专场,共有3位专家为网友做精彩报告。做报告的专家依次为中国广州分析测试中心舒永红研究员、北京市环境保护监测中心徐子优 高工、中国环境监测总站梁宵老师,三位专家分别从食品、环境等角度解析了相关领域的原子吸收(AAS)进展。 今日,原子吸收光谱(AAS)专场报告人中国环境监测总站梁宵老师专程来到仪器信息网会议现场为网友做报告。 中国环境监测总站 梁宵 明天,将进行第三届&ldquo iCS光谱网络会议(iConference on Spectroscopy,iCS2014 )&rdquo 的原子光谱技术展望专场。这个专场承载着原子光谱人对他们倾心的领域&mdash &mdash 原子光谱未来的展望,也承载我们对下一届iCS光谱网络会议的共同期待。 本次专场邀请到四川大学分析仪器研究中心段忆翔教授和复旦大学卢宏亮老师为大家讲述原子光谱领域的新技术LIBS和辉光放电光谱技术,精彩内容欢迎用户抓紧最后的机会报名参与。 报名地址:http://www.instrument.com.cn/webinar/ics2014/sche.aspx#rd 具体报告列表如下: 原子光谱的希望之星&mdash LIBS技术的现状与展望 段忆翔 教授 四川大学分析仪器研究中心 辉光放电光谱仪在半导体领域的应用 卢宏亮 复旦大学 微电子系
  • 【赛纳斯】厦大李剑锋课题组综述:原位拉曼光谱与X射线吸收光谱研究能源电化学反应与过程
    01前言近日,《催化学报》在线发表了厦门大学李剑锋教授团队在能源电化学原位表征领域的最新综述文章。该论文综述了原位拉曼光谱及X射线吸收光谱在能源转换电化学反应中的应用与进展。论文第 一作者为:陈亨权,论文共同通讯作者为:李剑锋教授和郑灵灵助理教授。02背景介绍电解水、氧气/二氧化碳的还原等重要能源电化学过程对于提高能源转换效率、减少环境污染、实现社会可持续发展具有重要意义。因此,近年来,开发针对这些过程的高效、稳定电催化剂引起了研究者的广泛关注。催化剂的设计与开发极其依赖于对反应机理、活性位点以及构效关系的深层次认识与理解。尽管传统的非原位表征技术以及理论计算在一定程度上加深了对这些反应的理解,但是其难以提供反应条件下的实时变化信息,这就促使了原位表征技术的发展。通过原位表征技术可以追踪催化剂表面的反应过程,捕获反应中间体,揭示反应活性位点的结构变化。目前常见的包括原位红外光谱、原位拉曼光谱以及基于同步辐射光源的原位X射线吸收光谱等。本文主要总结了原位拉曼光谱以及X射线吸收光谱在一些重要能源电化学反应中的应用,进一步讨论了其存在的不足,并对未来可能的发展进行了展望。03本文亮点1. 基于目前的研究现状,系统地总结了原位拉曼光谱与X射线吸收光谱的发展以及在原位表征能源电化学过程中的优势;2. 按照电催化反应进行分类,梳理了各类反应目前存在的难点,以及原位表征技术在解决这些难点上作出的贡献;3. 讨论了目前原位拉曼光谱与X射线吸收光谱技术存在的挑战,并对其未来发展进行了展望。04图文解析▲图文摘要拉曼光谱,尤其是表面增强拉曼光谱 (SERS),已被证明是一种强有力的表征技术,可以提供电催化反应中表面氧物种、羟基及金属氧键等重要关键中间物种的丰富信息。同时,基于同步加速器的X射线吸收光谱(XAS)是探测催化剂电子结构、价态和配位环境的有力工具,从而可提供催化剂的精细结构信息。基于此,本文主要综述了这两项技术在原位研究各类能源电化学反应中的应用。ORR中的应用:图1. ORR反应原位电化学拉曼光谱图 (a) Pt (111), (b) Pt (100), (c) Pt (110), (d) Pt (311), (e) Pt (211), 氧气饱和的0.1 M HClO4溶液。(f) 0.8 V (vs. RHE)时,不同单晶表面ORR的电化学拉曼光谱图比较。(文中出现的Figure 2)05全文小结1. 本文综述了原位拉曼光谱与X射线吸收光谱的发展,以及它们在原位研究能源电化学反应过程中的优势;2. 本文针对一系列重要的电催化反应,详细阐述了目前存在的研究难点,同时通过代表性的研究案例,揭示了原位拉曼光谱以及X射线吸收光谱在各电催化反应中的具体应用以及其解决的难题;3. 针对目前原位拉曼光谱和X射线吸收光谱存在的缺点与不足,进行了详细的讨论,并对其未来的发展方向以及关键性技术进行了展望。赛纳斯SHINS推出的全新科研型电化学拉曼系统“EC Raman光谱仪系统”。由恒电位仪、便携式拉曼光谱仪、显微成像系统组成。它具备超高的谱图分辨率,与大型台式拉曼系统相当。并且它的尺寸更小,方便携带。可在任何地方提供科研级的性能。强大的功能和独特的设计,为你的研究提供更多的可能性。智能的自研软件助您轻松应对各种测试,是您实验数据的强有力保障。全新EC-RAMAN电化学拉曼系统
  • Adv. Func. Mater. : 元素价态?配位结构?自旋态?——easyXAFS台式X射线吸收XAFS\发射谱XES一步到位!
    近年来,高熵的概念被应用到各种功能材料中,并被证明有利于结构的稳定性以及能量的储存和转换效率。在电化学储能领域,科研人员通过在单相结构中引入大量不同的元素来制备多组分材料,实现增加构型熵(成分无序),提升电池性能和稳定性。德国卡尔斯鲁厄理工学院的Torsten Brezesinski课题组将高熵概念应用于四种金属离子(Fe, Co, Ni和Cu)结合的高熵Mn基HCF材料 (HEM -HCF, 40% Mn),并与中熵HCF(MEM-HCF, 60% Mn),低熵HCF (LEM-HCF, 80% Mn)和传统单金属Mn基HCF (Mn-HCF, 100%Mn) 进行对比,发现多组分的高构型熵样品在钠存储方面有显著改善。相关成果发表在Adv. Func. Mater. 2022, 2202372。  为了更好地理解多组分材料体系中的作用机理,探索高构型熵概念其对电池性能的影响,作者利用美国台式X射线吸收谱仪系统easyXAFS300+,揭示了构型熵在Mn-HCF 钠离子电池阴循环性能中的作用,并提供了与其电化学行为之间的关联佐证。该台式X射线吸收谱仪系统,摆脱了同步辐射光源的束缚,在实验室中为Torsten Brezesinski课题组提供了一套媲美同步辐射光源数据的表征技术,包括X射线吸收光谱(XAS)和X射线发射光谱(XES),实现了对元素化学价态、局部配位结构以及自旋态的多重互补信息的获取,为阐明电化学性能的改善机理提供了关键数据支撑。美国台式X射线吸收谱仪系统easyXAFS300+  作者采用XAS方法研究了不同金属离子的氧化状态和局部配位结构。图1c-e比较了HEM-和Mn-HCF的Mn K-edge数据。得到了非常相近的键位及键长径向分布,分别对应于M-N、M-C和M-M化学键位。结果表明,HEM-HCF中的4b (M)位点(Fe2, Mn, Co, Ni, Cu),即-Fe(4a)-C≡N-M(4b)-N≡C-Fe(4a)-与Mn-HCF中的Mn位点具有相同的配位环境。从HEM-,Mn-和Fe-HCF材料(图1f-h)收集的Fe K-edge 数据再次表明,HEM-和Mn-HCFs的键位及键长径向分布相似,这是因为-Fe(4a)-C≡N-的贡献占主导地位,而-Fe(4b)-N≡C-的贡献为零(Mn-HCF)或较小(HEM-HCF)。相反,与其他两种材料相比,Fe-HCF的壳层具显著不同,说明Fe元素在-Fe(4a)-C≡N-和-Fe(4b)-N≡C-中显示出不同的金属配体间距。图1. 构型熵在提高钠离子电池多组分六氰铁酸阴循环性能中的作用。a) HEM-HCF晶体结构示意图;b) HEM-HCF的XRD图谱和相应的Rietveld细化图谱;c)归一化Mn K-edge吸收谱;d) k3加权χ(k)谱,e) k3加权χ(k)谱的傅里叶变换;f)归一化Fe K-edge吸收谱;g) k3加权χ(k)谱;h) k3加权χ(k)谱的傅里叶变换。  图2a-e显示了从HCF样品和标准物质中收集的归一化K-edge X射线吸收近边光谱(XANES)。平均氧化态通过与已知标准品的“指纹”比对确定,其中大部分为具有八面体配位环境的金属氧化物,对应于HCFs中的M-N6和Fe-C6。HEM-HCF中Mn, Co, Ni和Cu 的XANES数据表明与传统HCF材料的近边结构一致。Mn, Co和Cu K-edge分别与MnO, CoO和CuO吸收边位置相近,如图2b,d,e所示,表明氧化态为+2价。Ni K-edge的能量位移不太明显(图2c)。因此,对比HEM-HCF中Ni的一阶导数(dμ(E)/dE)个峰的位置,表明Ni在HEM-HCF中是+2~+3的氧化态。尽管Fe在这些标准参考材料中的氧化状态不同,但HEM-、Mn-和Fe-HCF中的Fe K-edge谱图(图2a)仍显示了与Fe2O3、 K4[Fe(CN)6]3H2O和K3[Fe(CN)6]相似的吸收边位置,。这是因为Fe K-edge的吸收对配体类型、共价性和Fe自旋态非常敏感,会使吸收边产生微小变化。图2. a) Fe, b) Mn, c) Ni, d) Co, e) Cu K-edge XANES数据;f)不同HCF和标准参考物质的Fe Kβ X射线发射谱XES;(f)中的插图为Kβ1,3;g) Fe(+2和+3,高自旋HS和低自旋LS)对应激发态的简化描述。  为了更深入地了解Fe的氧化态和自旋态,作者进一步测试了X射线发射谱XES,见图2f。行过渡金属的Kβ发射线对应于3p电子→1s核孔(1s13p63dn)的跃迁过程,形成终态为1s23p53dn。3p-3d交换耦合导致线分裂(形成Kβ1,3和Kβ′),Kβ′的相对强度取决于未配对3d电子的数量。HEM-和Mn-HCF样品以及K4[Fe(CN)6]3H2O和K3[Fe(CN)6]标准参考材料均显示出弱Kβ′,表明未配对电子数量较少,证明了低自旋(LS)电子构型(1s23p5t2gneg0)。Fe-HCF具有不同的Kβ1,3-Kβ′分裂(Kβ′强度相对较低)。这表明在-Fe(4a)-C≡N-和-Fe(4a)-N≡C-配位中低自旋(LS)和高自旋(HS) 的Fe提供了混合贡献。以前的报道也表明,铁基材料的Kβ1,3线随着标称自旋值(S)的增加而向更高的能量转移,反映了氧化态和自旋态。K4[Fe(CN)6]3H2O具有明确的LS Fe2+(1s23p5t2g6eg0)结构,标称自旋值S=0,其Kβ1,3峰如预期的集中在能量低处。从FeO (1s23p5t2g4eg2, S=2)和Fe3O4(S=2.33)到Fe2O3(S=2.5)和Fe4(P2O7)3(1s23p5t2g3eg2, S=2.5)的变化中,高自旋标准品的Kβ1,3线的能量确实稳步增加,这与文献保持一致。HEM-和Mn-HCF的Kβ1,3线位置与K4[Fe(CN)6]3H2O相似,但能量略低于K3[Fe(CN)6] (LS, 1s23p5t2g5eg0, S = 0.5),说明大部分Fe2+离子(LS, S=0)与C相配位(-Fe-C≡N-)。另一方面,Fe-HCF Kβ1,3线的能量位置位于Fe单质LS, S = 1)和FeO (HS, S = 2)之间,表明存在一种NaxFe3+(HS, S=2.5)[Fe2+(LS, S = 0)(CN)6]构型。  综上所述,通过比较三种HCF的性能,使用高构型熵材料的优势变得明显。特别是,随着熵的增加,结构降解和相变的抑制程度依次为LEM-HCF easyXAFS硬x射线能谱仪具有宽的能量范围,可以测量从Ti到Zn的所有三维过渡金属的高质量XANES和EXAFS。这些元素在从电池到催化、环境修复等现代研究的关键领域至关重要。Fe\Mn\Ni\Co\Cu XANES & XES Kβ data用easyXAFS300+测量了Fe\Mn\Ni\Co\Cu XANES 谱图及 Fe XES Kβ数据,分别提供元素价态及自旋态的数据支撑。Adv. Func. Mater. 2022, 2202372。Cu EXAFSeasyXAFS光谱仪探测了Cu K-edge X射线近边吸收谱(XANES)。实现材料元素价态及配位结构的解析对MOFs材料的性能及机理研究尤为重要。J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 4515−4521Ni EXAFSeasyXAFS硬x射线光谱仪拥有与同步加速器匹配的高能量分辨率。实现对Ni近边区XANES和扩展边区EXAFS的高质量数据采集。J. Mater. Chem. A, 2021, 9, 14432–14443Fe EXAFS高性能Fe K-edge 扩展边到k = 14 Å,样品为Fe金属箔。EXAFS提供了对局部结构和配位环境的数据测量。NMC Ni K-edge高性能NMC 442和NMC 811电池电的Ni K-edge XANES谱图。Ni K-edge位置的变化反映了不同NMC组成导致Ni氧化态的变化。J. Electrochem. Soc., 2021, 168, 050532Co K-edge Rapid XANESeasyXAFS硬x射线光谱仪能够与同步加速器匹配的能量分辨率高质量的数据收集。优异的性能可以在几分钟内实现。这使得在短时间内收集大数据集以及实时跟踪反应过程成为可能。Pr L3-edge XANESPr2O3和Pr6O11的L3边XANES数据表明对Pr氧化状态变化的敏感性。用easyXAFS300光谱仪测量。V XANES利用台式X射线吸收精细结构谱仪获得了V k边的边前及近边结构谱图,揭示了引入Al3+后,VOH的结构变化及充放电过程中的有利作用。Nano Energy, 2020, 70, 104519Cr Kα XES用easyXAFS光谱仪测量了不同氧化态的Cr Kα X射线,兼具高能量分辨率及X射线荧光的高灵敏度。Anal. Chem. 2018, 90, 11, 6587–6593VEXAFSV K-edge EXAFS显示了easyXAFS谱仪与同步辐射光源相匹配的高k值下的优异表现。Fe Oxide XANES data用easyx150光谱仪测量Fe和Fe(III) [Fe2O3]的Fe K-edge,利用XANES对氧化态差异进行表征。Ti\Mn XANES dataeasyXAFS谱仪获取Ti元素和Mn元素的价态变化,进一步验证了高价Ti离子和部分F离子替代后策略背后的作用机理。Chem. Mater. 2021, 33, 21, 8235–824Mn&Fe EXAFSeasyXAFS谱仪获取Ti元素和Mn元素的XANES和EXAFS谱图,解析化学价态及局部配位结构。Adv. Func. Mater. 2022, 2202372Fe oxide XES(low weight %)Fe Kβ 光谱测量浓度低至0.25 wt. %,测量时间仅为4分钟。X射线发射谱XES非常适合于低元素浓度。XES-Se VTC在easyXES150光谱仪上对金属Se和Na2SeO4的价带→核心的XES测量。12639 eV处出现的附加峰反映了Na2SeO4中硒价电子的价电子结构的变化,这可能是由于与氧的轨道混合所致。XES- Ni VTC用easyXAFS光谱仪测量了不同化合物的Ni Kβ XES,在高能量分辨率下,显示了对X射线荧光的灵敏度。Adv. Mater. 2021, 2101259  【参考文献】  [1]. Yanjiao Ma, Yang Hu, et al., Resolving the Role of Configurational Entropy in Improving Cycling Performance of Multicomponent Hexacyanoferrate Cathodes for Sodium-Ion Batteries, Adv. Func. Mater. 2022, 2202372.
  • 液体中全X射线阿秒瞬时吸收光谱技术获得重大突破
    美国和德国科研团队在实验中首次拍摄了液态水中电子实时运动的“定格帧”。该研究提供了一个窗口,使科学家能在以前用X射线无法企及的时间尺度上了解液体中分子的电子结构,标志着实验物理学的重大进步。相关研究发表在《科学》上。这项研究是通过美国直线加速器相干光源(LCLS)的同步阿秒X射线脉冲对而实现的。此前,辐射化学家只能在皮秒(等于一百万阿秒)的时间尺度上解析电子运动。现在,在阿秒尺度上研究X射线击中目标的电子反应的能力使科研人员能够深入研究辐射引发的化学反应,比以前的方法快100万倍。研究中开发的技术,即液体中的全X射线阿秒瞬时吸收光谱,使他们能在原子核移动之前,在电子进入激发状态时“观察”由X射线激发的电子。这项研究建立在阿秒物理学这一新学科的基础上,揭示了物质受到X射线照射时的瞬时电子变化,不仅加深了科学家对辐射诱导化学的理解,还标志着阿秒科学新纪元的开始。
  • 178万!南京航空航天大学台式原位X射线吸收精细结构谱仪采购
    项目编号:JSHC-2022050263C2项目名称:南京航空航天大学台式原位X射线吸收精细结构谱仪采购预算金额:178.0000000 万元(人民币)采购需求:在实验室内日常使用XAFS及in-situ XAFS技术,研究电池材料中活性金属元素的原子和电子结构信息,包括吸收原子价态、配位原子种类及配位数、配位距离及无序度等。合同履行期限:详见采购文件本项目( 不接受 )联合体投标。
  • 178万!南京航空航天大学台式原位X射线吸收精细结构谱仪采购
    项目编号:JSHC-2022050263C2项目名称:南京航空航天大学台式原位X射线吸收精细结构谱仪采购预算金额:178.0000000 万元(人民币)采购需求:在实验室内日常使用XAFS及in-situ XAFS技术,研究电池材料中活性金属元素的原子和电子结构信息,包括吸收原子价态、配位原子种类及配位数、配位距离及无序度等。合同履行期限:详见采购文件本项目( 不接受 )联合体投标。
  • 跨向理想X射线探测器的一小步-高分辨、非晶硒X射线探测器及其应用
    “对于相干衍射成像(CDI),微米级像素的非晶硒CMOS探测器将专门解决大体积晶体材料中纳米级晶格畸变在能量高于50 keV的高分辨率成像。目前可用的像素相对较大的(〜55μm像素),基于medipix3芯片光子计数、像素化、直接探测技术无法轻易支持高能布拉格条纹的分辨率,从而使衍射数据不适用于小晶体的3D重建。” 美国阿贡国家实验室先进物理光子源探测器物理小组负责人Antonino Miceli博士讲到。相干X射线衍射成像作为新兴的高分辨显微成像方法,CDI方法摆脱了由成像元件所带来的对成像分辨率的限制,其成像分辨率理论上仅受限于X射线的波长。利用第三代同步辐射光源或X射线自由电子激光,可实现样品高空间分辨率、高衬度、原位、定量的二维或三维成像,该技术在材料学、生物学及物理学等领域中具有重要的应用前景。作为一种无透镜高分辨、无损成像技术,CDI对探测器提出了较高的要求:需要探测器有单光子灵敏度、高的探测效率和高的动态范围。目前基于软X射线的相干衍射成像研究工作开展得比较多,在这种情况下科研工作者通常选用是的基于全帧芯片的软X射线直接探测相机。将CDI技术拓展到硬X射线领域(50keV)以获得更高成像分辨率是目前很多科研工作者正在尝试的,同时也对探测器和同步辐射光源提出了更好的要求。如上文提到,KAimaging公司开发了一款非晶硒、高分辨X射线探测器(BrillianSe)很好的解决的这一问题。下面我们来重点看一下BrillianSe的几个主要参数1. 高探测效率 如上图,间接探测器需要通过闪烁体将X射线转为可见光, 只有部分可见光会被光电二极管阵列,CCD或CMOS芯片接收,造成了有效信号的丢失。而BrillianSe选用了具有较高原子序数的Se作为传感器材料,可以将大部分入射的X射线直接转为光电子,并被后端电路处理。在硬X射线探测效率远高于间接探测方式。BrillianSe在60KV (2mm filtration)的探测效率为:36% at 10 cycles/mm22% at 45 cycles/mm10% at 64 cycles/mm非晶硒吸收效率(K-edge=12.26 KeV)BrillianSe在60KV with 2 mm Al filtration的探测效率,之前报到15 μm GADOX 9 μm pixel 间接探测器QE 为13%。Larsson et al., Scientific Reports 6, 20162. 高空间分辨BrillianSe的像素尺寸为8 µm x8 µm,在60KeV的点扩散为1.1 倍像素。如下是在美国ANL APS 1-BM光束线测试实验室布局使用JIMA RT RC-05测试卡,在21keV光束下测试3. 高动态范围75dB由于采用了100微米厚的非晶硒作为传感器材料。它具有较大满井为877,000 e-非晶硒材料,不同入射光子能量光子产生一个电子空穴对所需要电离能BrillianSe主要应用:高能(50KeV)布拉格相干衍射成像低密度相衬成像同步辐射微纳CT表型基因组学领域要求X射线显微CT等成像工具具有更好的可视化能力。此外需要更高的空间分辨率,活体成像的关键挑战在于限制受试者接收到的电离辐射,由于诱导的生物学效应,辐射剂量显着地限制了长期研究。可用于X射线吸收成像衬度低的物体,如生物组织的相衬X射线显微断层照相术也存在类似的挑战。此外,增加成像系统的剂量效率将可以使用低亮度X射线源,从而减少了对在同步辐射光源的依赖。在不损害生物系统的情况下,在常规实验室环境中一台低成本、紧凑型的活体成像设备,对于加速生物工程研究至关重要。同时对X射线探测器提出了更高的要求。KAimaging公司基于独家开发的、专利的高空间分辨率非晶硒(a-Se)探测器技术,开发了一套桌面高效率、高分辨的微米CT系统(inCiTe™ )。可以从inCiTe™ 中受益的应用:• 无损检测• 增材制造• 电子工业• 农学• 地质学• 临床医学• 标本射线照相 基于相衬成像技术获得优异的相位衬度相衬成像是吸收对比(常规)X射线成像的补充。 使用常规X射线成像技术,X射线吸收弱的材料自然会导致较低的图像对比度。 在这种情况下,X射线相位变化具有更高的灵敏度。因为 inCiTe™ micro-CT可以将物体引起的相位变化转为为探测器的强度变化,所以它可以直接获取自由空间传播X射线束相位衬度。 同轴法相衬X射线成像可将X射线吸收较弱的特征的可检测性提高几个数量级。 下图展示了相衬可以更好地显示甜椒种子细节特征不含相衬信息 含相衬信息 低密度材料具有更好的成像质量钛植入样品图像显示了整形外科的钛植入物,可用于不同的应用,即检查骨-植入物的界面。 注意,相衬改善了骨骼结构的可视化。不含相衬信息 含相衬信息 生物样品inCiTe™ 显微CT可实现软组织高衬度呈现电子样品凯夫拉Kevlar复合材料样品我们使用探测器在几秒钟内快速获取了凯夫拉复合材料的相衬图像。可以清楚看到单根纤维形态(左图)和纤维分层情况(右图)。凯夫拉尔复合物3维透视图 KA Imaging KA Imaging源自滑铁卢大学,成立于2015年。作为一家专门开发x射线成像技术和系统的公司,KA Imaging以创新为导向,致力于利用其先进的X射线技术为医疗、兽医学和无损检测工业市场提供最佳解决方案。公司拥有独家开发并自有专利的高空间高分辨率非晶硒(a-Se)X射线探测器BrillianSeTM,并基于此推出了商业化X射线桌面相衬微米CT inCiTe™ 。我们有幸在此宣布,经过双方密切的交流与探讨,众星已与KA Imaging落实并达成了合作协议。众星联恒将作为KA Imaging在中国地区的独家代理,全面负责BrillianSe™ 及inCiTe™ 在中国市场的产品售前咨询,销售以及售后业务。KA Imaging将对众星联恒提供全面、深度的技术培训和支持,以便更好地服务于中国客户。众星联恒及我们来自全球高科技领域的合作伙伴们将继续为中国广大科研用户及工业用户带来更多创新技术及前沿资讯!
  • 湖北省计量院新建“60Coγ射线水中吸收剂量(治疗水平)标准装置
    近日,湖北省计量测试技术研究院(以下简称湖北省计量院)新建的大区级计量标准“60Coγ射线水中吸收剂量(治疗水平)标准装置”顺利通过现场考核。   该项标准装置主要用于校准治疗水平电离室剂量计。治疗水平电离室剂量计是常用辐射剂量学测量仪器,广泛应用于辐射剂量学量值传递、医学放射治疗、射线探伤,以及工业、农业和科学研究领域辐射场的剂量测量。   此前,我国治疗水平电离室剂量计一直采用空气比释动能作为量传参数。相比原有量值传递体系,将水吸收剂作为传递量值,可有效降低剂量计的测量不确定度。目前,湖北省计量院也是首家建立该项标准的法定计量测试机构。   该项大区级计量标准的建立,可更加有效地保障治疗水平电离室剂量计的量值准确可靠,对于确保放射临床剂量准确,防止因剂量失准造成医疗人身伤害有着重要作用;可更加有效地提升各级医院放疗质量控制能力,为提高湖北乃至中南大区医疗卫生水平、保障人民群众身体健康提供有力的计量技术支撑。
  • 陈黎明教授团队成功研制一套飞秒时间分辨的X射线衍射系统
    在超快时间尺度上获得物质的动力学演化过程一直是人们努力的重要方向。基于激光等离子体相互作用产生的飞秒硬X射线源由于具有脉宽短、亮度高和源尺寸小等突出的优点,可广泛应用于瞬态微成像/相衬成像、时间分辨吸收谱学和X射线衍射等实验研究中。其中,激光泵浦--超快X射线衍射的手段能为我们提供飞秒级时间尺度、亚埃级空间尺度上材料的结构动力学信息。中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心光物理实验室L05组博士研究生朱常青(指导教师为原物理所陈黎明研究员、现上海交通大学物理与天文学院教授),利用L05组的高脉冲能量(100mJ)、低重频(10Hz)激光器,研制了一套飞秒时间分辨的X射线衍射系统。该装置工作在相对论的激光强度(2×1019W/cm2)下,可以有效地激发高Z金属材料的Kα射线,并且能够通过优化X射线多层膜反射镜,进一步提高X射线的聚焦强度。利用该装置对SrCoO2.5薄膜样品的瞬态结构进行了探测,结果表明该装置不仅可以用来分析样品的超快动力学行为,并且和KHz等小能量装置相比对于不同的特殊应用具有高度的灵活性。该装置有望将来在物理、化学和生物领域的超快动力学探测方面发挥重要作用。相关成果以“快速通讯”的形式发表于最近的Chinese Physics B上,并被选为该期的亮点文章。这也是该团队利用激光超快X射线源在成像和衍射应用方面,最新获得的创新成果。前序成果包括Rev. Sci. Instrum. 85 113304 (2014)、Chin. Phys. B 24 108701 (2015)等。该实验室装置的建成,也为物理所怀柔综合极端条件用户装置中的超快X射线动力学子系统(XD3)的建设,提供了有益的经验。该成果的取得也得到了XD3研制团队成员鲁欣副研究员、李毅飞博士和王进光博士的大力支持。这项工作及相关研究得到了国家重点研发计划、科学挑战计划、国家自然科学基金和中科院先导专项的支持。文章链接:http://cpb.iphy.ac.cn/EN/10.1088/1674-1056/ac0baf 图1. 超快X射线衍射装置示意图图2. 在光泵浦下超快X射线衍射信号随延时的变化:(a)泵浦光作用20ps后劳厄衍射斑的角移;(b)不同的泵浦-探针延时,所对应的光致拉伸度。
  • 910万!中国科学技术大学气相色谱-静电场轨道阱质谱仪和台式X射线吸收精细结构谱仪采购项目
    一、项目基本情况1.项目编号:OITC-G230320048项目名称:中国科学技术大学气相色谱-静电场轨道阱质谱仪采购项目预算金额:510.000000 万元(人民币)最高限价(如有):510.000000 万元(人民币)采购需求:采购项目的名称、数量:包号货物名称数量(台/套)是否允许采购进口产品1气相色谱-静电场轨道阱质谱仪1是 投标人须以包为单位对包中全部内容进行投标,不得拆分,评标、授标以包为单位。技术要求详见公告附件。合同履行期限:详见采购需求本项目( 不接受 )联合体投标。2.项目编号:OITC-G230322029项目名称:中国科学技术大学台式X射线吸收精细结构谱仪采购项目预算金额:400.000000 万元(人民币)最高限价(如有):400.000000 万元(人民币)采购需求:采购项目的名称、数量:包号货物名称数量(台/套)是否允许采购进口产品1台式X射线吸收精细结构谱仪1是 投标人须以包为单位对包中全部内容进行投标,不得拆分,评标、授标以包为单位。技术要求详见公告附件。合同履行期限:详见采购需求本项目( 不接受 )联合体投标。二、获取招标文件时间:2023年10月20日 至 2023年10月27日,每天上午9:00至11:00,下午13:00至17:00。(北京时间,法定节假日除外)地点:www.oitccas.com方式:登录东方招标平台www.oitccas.com注册并购买。售价:¥600.0 元,本公告包含的招标文件售价总和三、对本次招标提出询问,请按以下方式联系。1.采购人信息名 称:中国科学技术大学     地址:安徽省合肥市金寨路96号        联系方式:0551-63602706       2.采购代理机构信息名 称:东方国际招标有限责任公司            地 址:(北京):北京市海淀区丹棱街1号互联网金融中心20层;(合肥):合肥市高新区创新大道2809号置地创新中心28层2815室            联系方式:(北京):窦志超、曹山、王琪 010-68290502;(合肥):郑文彬、李文海0551-66030322            3.项目联系方式项目联系人:窦志超、曹山、王琪、郑文彬、李文海电 话:  010-68290502/0551-66030322
  • 贵州师范大学1860.00万元采购Zeta电位仪,流式细胞仪,原子吸收光谱,X射线衍射仪,PCR
    html, body { -webkit-user-select: text } * { padding: 0 margin: 0 } .web-box { width: 100% text-align: center } .wenshang { margin: 0 auto width: 80% text-align: center padding: 20px 10px 0 10px } .wenshang h2 { display: block color: #900 text-align: center padding-bottom: 10px border-bottom: 1px dashed #ccc font-size: 16px } .site a { text-decoration: none } .content-box { text-align: left margin: 0 auto width: 80% margin-top: 25px text-indent: 2em font-size: 14px line-height: 25px } .biaoge { margin: 0 auto /* width: 643px */ width: 100% margin-top: 25px } .table_content { border-top: 1px solid #e0e0e0 border-left: 1px solid #e0e0e0 font-family: Arial /* width: 643px */ width: 100% margin-top: 10px margin-left: 15px } .table_content tr td { line-height: 29px } .table_content .bg { background-color: #f6f6f6 } .table_content tr td { border-right: 1px solid #e0e0e0 border-bottom: 1px solid #e0e0e0 } .table-left { text-align: left padding-left: 20px } 详细信息 国家喀斯特石漠化防治与绿色发展技术创新中心平台建设项目设备采购公告 贵州省-贵阳市-花溪区 状态:公告 更新时间: 2023-04-20 招标文件: 附件1 附件2 项目概况 国家喀斯特石漠化防治与绿色发展技术创新中心平台建设项目设备采购 招标项目的潜在投标人应在贵州省公共资源交易中心网上获取(交易中心网址:http://ggzy.guizhou.gov.cn/)潜在投标人在获取招标文件时间内未下载电子招标文件(.GPZ格式),将失去投标资格 获取招标文件。A包:气象碳通量涡度观测塔、植物生理分析系统采购: 于2023年5月12日9点30分(北京时间)前 递交投标 文件。 B包:水-碳同位素分析系统、激光粒度仪、探地雷达采购: 于2023年5月12日9点30分(北京时间)前 递交投标 文件。 C包:生态系统碳汇综合观测系统、洞穴环境与碳源汇监测系统、水环境质量监测系统、人工模拟降雨水力侵蚀试验系统、地理大数据集群计算平台采购: 于2023年5月12日9点30分(北京时间)前 递交投标 文件。 D包:Zeta电位仪、原子吸收分析仪、流式细胞仪、荧光定量pcr仪、喀斯特国土空间规划与绿色发展实训室采购: 于2023年5月12日9点30分(北京时间)前 递交投标 文件。 一、项目基本信息 项目名称:国家喀斯特石漠化防治与绿色发展技术创新中心平台建设项目设备采购 项目编号:YM-2023009 采购方式: 公开招标 项目序列号:P52000020230002IQ 采购主要内容: 本项目采购主要内容为: A包:气象碳通量涡度观测塔、植物生理分析系统采购 B包:水-碳同位素分析系统、激光粒度仪、探地雷达采购; C包:生态系统碳汇综合观测系统、洞穴环境与碳源汇监测系统、水环境质量监测系统、人工模拟降雨水力侵蚀试验系统、地理大数据集群计算平台采购; D包:Zeta电位仪、原子吸收分析仪、流式细胞仪、荧光定量pcr仪、喀斯特国土空间规划与绿色发展实训室采购 采购数量:1批 预算金额:18600000.00 元 A包:气象碳通量涡度观测塔、植物生理分析系统采购:5380000.00元 B包:水-碳同位素分析系统、激光粒度仪、探地雷达采购:5050000.00元 C包:生态系统碳汇综合观测系统、洞穴环境与碳源汇监测系统、水环境质量监测系统、人工模拟降雨水力侵蚀试验系统、地理大数据集群计算平台采购:5250000.00元 D包:Zeta电位仪、原子吸收分析仪、流式细胞仪、荧光定量pcr仪、喀斯特国土空间规划与绿色发展实训室采购:2920000.00元 A包:气象碳通量涡度观测塔、植物生理分析系统采购: 最高限价:5380000.00元 B包:水-碳同位素分析系统、激光粒度仪、探地雷达采购: 最高限价:5050000.00元 C包:生态系统碳汇综合观测系统、洞穴环境与碳源汇监测系统、水环境质量监测系统、人工模拟降雨水力侵蚀试验系统、地理大数据集群计算平台采购: 最高限价:5250000.00元 D包:Zeta电位仪、原子吸收分析仪、流式细胞仪、荧光定量pcr仪、喀斯特国土空间规划与绿色发展实训室采购: 最高限价:2920000.00元 本项目是否接受联合体投标: A包:气象碳通量涡度观测塔、植物生理分析系统采购: 否 B包:水-碳同位素分析系统、激光粒度仪、探地雷达采购: 否 C包:生态系统碳汇综合观测系统、洞穴环境与碳源汇监测系统、水环境质量监测系统、人工模拟降雨水力侵蚀试验系统、地理大数据集群计算平台采购: 否 D包:Zeta电位仪、原子吸收分析仪、流式细胞仪、荧光定量pcr仪、喀斯特国土空间规划与绿色发展实训室采购: 否 二、申请人的资格要求: 1. 一般资格要求: (1)具有独立承担民事责任的能力:提供法人或其他组织的营业执照(具有统一社会信用代码)等证明文件;具有良好的商业信誉和健全的财务会计制度:具体要求:提供2021年度财务审计报告复印件或扫描件或其基本开户银行出具的资信证明复印件或扫描件(出具资信证明的日期应在开标日期前三个月内)。 具有履行合同所必须的设备和专业技术能力:供应商自行承诺,格式自拟; (2)具有依法缴纳税收和社会保障资金的良好记录: (3)具体要求:提供2022年任意三个月依法缴纳税收和社会保障资金的有效证明材料; (4)参加本次政府采购活动前三年内,在经营活动中没有违法违规记录:提供参加政府采购活动前3年内在经营活动中没有重大违法记录的书面声明(格式文件详见投标文件范本); (5)法律、行政法规规定的其他条件:供应商在“信用中国”网站(www.creditchina.gov.cn)上未被列入失信被执行人、重大税收违法案件当事人名单、政府采购严重违法失信行为记录名单的不良行为记录和中国政府采购网(www.ccgp.gov.cn)上未被列入政府采购严重违法失信行为记录名单的不良行为记录,若有则视为无效投标。(提供以上网页查询清晰的截图加盖公章,查询时间为本项目采购公告发布之日起至投标截止时间前)。 2. 特殊资格要求: 无 三、获取招标文件 时间:2023-04-21至 2023-04-28(提供期限自本公告发布之日起不得少于5个工作日)每天上午00:00至11:59,下午12:00至23:59(北京时间,法定节假日除外) 地点: 贵州省公共资源交易中心网上获取(交易中心网址:http://ggzy.guizhou.gov.cn/) 潜在投标人在获取招标文件时间内未下载电子招标文件(.GPZ格式),将失去投标资格 方式: 贵州省公共资源交易中心网上获取(交易中心网址:http://ggzy.guizhou.gov.cn/) 潜在投标人在获取招标文件时间内未下载电子招标文件(.GPZ格式),将失去投标资格 售价:0.00元人民币(含电子文档) A包:气象碳通量涡度观测塔、植物生理分析系统采购: 投标保证金额(元):40000.00元 投标保证金交纳截止时间:2023-05-12 09:30:00 投标保证金交纳方式: 银行转账 保证保险 银行保函 合法担保机构出具的担保 C包:生态系统碳汇综合观测系统、洞穴环境与碳源汇监测系统、水环境质量监测系统、人工模拟降雨水力侵蚀试验系统、地理大数据集群计算平台采购: 投标保证金额(元):40000.00元 投标保证金交纳截止时间:2023-05-12 09:30:00 投标保证金交纳方式: 银行转账 保证保险 银行保函 合法担保机构出具的担保 D包:Zeta电位仪、原子吸收分析仪、流式细胞仪、荧光定量pcr仪、喀斯特国土空间规划与绿色发展实训室采购: 投标保证金额(元):40000.00元 投标保证金交纳截止时间:2023-05-12 09:30:00 投标保证金交纳方式: 银行转账 保证保险 银行保函 合法担保机构出具的担保 B包:水-碳同位素分析系统、激光粒度仪、探地雷达采购: 投标保证金额(元):40000.00元 投标保证金交纳截止时间:2023-05-12 09:30:00 投标保证金交纳方式: 银行转账 保证保险 银行保函 合法担保机构出具的担保 开户单位名称:贵州省公共资源交易中心 开户银行:贵州银行股份有限公司贵阳展览馆支行 开户账号:0109001400000182-0002 (特别提示:贵州省公共资源交易系统2020版以银行转账方式交纳的投标保证金,须由投标人在投标截止时间前自行在系统内与参与投标项目进行绑定。未与绑定的,将视为未交纳投标保证金,不能参加投标) 四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点(温馨提示:此时间由预约开标场地会后自动带出) 截止时间:(北京时间) A包:气象碳通量涡度观测塔、植物生理分析系统采购:2023-05-12 09:30:00 B包:水-碳同位素分析系统、激光粒度仪、探地雷达采购:2023-05-12 09:30:00 C包:生态系统碳汇综合观测系统、洞穴环境与碳源汇监测系统、水环境质量监测系统、人工模拟降雨水力侵蚀试验系统、地理大数据集群计算平台采购:2023-05-12 09:30:00 D包:Zeta电位仪、原子吸收分析仪、流式细胞仪、荧光定量pcr仪、喀斯特国土空间规划与绿色发展实训室采购:2023-05-12 09:30:00 地点:贵州省公共资源交易中心网上递交(交易中心网址:http://ggzy.guizhou.gov.cn/) 五、公告期限 自本公告发布之日起5个工作日。 六、其他补充事宜 采购项目需要落实的政府采购政策:无 ppp项目 : 否 简要技术要求、服务和安全要求:详见招标文件 交货地点或服务地点:采购人指定地点 其他事项(如样品提交、现场踏勘等):无 交货时间或服务时间:合同签订之日起个90日历天内完成供货、安装、调试及验收 七、对本次招标提出询问,请按以下方式联系 1. 采购人信息 名 称:贵州师范大学 项目联系人:潘老师 地 址:花溪大学城 联系方式:0851-83227528 2. 代理机构信息(如有) 代理全称:永明项目管理有限公司 联系人 :朱贵铭 地 址:贵阳市花果园中央商务区1号楼1单眼2904 联系方式:13511938338 3. 项目联系方式 项目联系人:朱贵铭 电 话:13511938338 八、附件 文件预览: 采购文件.pdf 采购公告.pdf 国家部委 省直单位 × 扫码打开掌上仪信通App 查看联系方式 $('.clickModel').click(function () { $('.modelDiv').show() }) $('.closeModel').click(function () { $('.modelDiv').hide() }) 基本信息 关键内容:Zeta电位仪,流式细胞仪,原子吸收光谱,X射线衍射仪,PCR 开标时间:2023-05-12 09:30 预算金额:1860.00万元 采购单位:贵州师范大学 采购联系人:点击查看 采购联系方式:点击查看 招标代理机构:永明项目管理有限公司 代理联系人:点击查看 代理联系方式:点击查看 详细信息 国家喀斯特石漠化防治与绿色发展技术创新中心平台建设项目设备采购公告 贵州省-贵阳市-花溪区 状态:公告 更新时间: 2023-04-20 招标文件: 附件1 附件2 项目概况 国家喀斯特石漠化防治与绿色发展技术创新中心平台建设项目设备采购 招标项目的潜在投标人应在贵州省公共资源交易中心网上获取(交易中心网址:http://ggzy.guizhou.gov.cn/)潜在投标人在获取招标文件时间内未下载电子招标文件(.GPZ格式),将失去投标资格 获取招标文件。 A包:气象碳通量涡度观测塔、植物生理分析系统采购: 于2023年5月12日9点30分(北京时间)前 递交投标 文件。 B包:水-碳同位素分析系统、激光粒度仪、探地雷达采购: 于2023年5月12日9点30分(北京时间)前 递交投标 文件。 C包:生态系统碳汇综合观测系统、洞穴环境与碳源汇监测系统、水环境质量监测系统、人工模拟降雨水力侵蚀试验系统、地理大数据集群计算平台采购: 于2023年5月12日9点30分(北京时间)前 递交投标 文件。 D包:Zeta电位仪、原子吸收分析仪、流式细胞仪、荧光定量pcr仪、喀斯特国土空间规划与绿色发展实训室采购: 于2023年5月12日9点30分(北京时间)前 递交投标 文件。 一、项目基本信息 项目名称:国家喀斯特石漠化防治与绿色发展技术创新中心平台建设项目设备采购 项目编号:YM-2023009 采购方式: 公开招标 项目序列号:P52000020230002IQ 采购主要内容: 本项目采购主要内容为: A包:气象碳通量涡度观测塔、植物生理分析系统采购 B包:水-碳同位素分析系统、激光粒度仪、探地雷达采购; C包:生态系统碳汇综合观测系统、洞穴环境与碳源汇监测系统、水环境质量监测系统、人工模拟降雨水力侵蚀试验系统、地理大数据集群计算平台采购; D包:Zeta电位仪、原子吸收分析仪、流式细胞仪、荧光定量pcr仪、喀斯特国土空间规划与绿色发展实训室采购 采购数量:1批 预算金额:18600000.00 元 A包:气象碳通量涡度观测塔、植物生理分析系统采购:5380000.00元 B包:水-碳同位素分析系统、激光粒度仪、探地雷达采购:5050000.00元 C包:生态系统碳汇综合观测系统、洞穴环境与碳源汇监测系统、水环境质量监测系统、人工模拟降雨水力侵蚀试验系统、地理大数据集群计算平台采购:5250000.00元 D包:Zeta电位仪、原子吸收分析仪、流式细胞仪、荧光定量pcr仪、喀斯特国土空间规划与绿色发展实训室采购:2920000.00元 A包:气象碳通量涡度观测塔、植物生理分析系统采购: 最高限价:5380000.00元 B包:水-碳同位素分析系统、激光粒度仪、探地雷达采购: 最高限价:5050000.00元 C包:生态系统碳汇综合观测系统、洞穴环境与碳源汇监测系统、水环境质量监测系统、人工模拟降雨水力侵蚀试验系统、地理大数据集群计算平台采购: 最高限价:5250000.00元 D包:Zeta电位仪、原子吸收分析仪、流式细胞仪、荧光定量pcr仪、喀斯特国土空间规划与绿色发展实训室采购: 最高限价:2920000.00元 本项目是否接受联合体投标: A包:气象碳通量涡度观测塔、植物生理分析系统采购: 否 B包:水-碳同位素分析系统、激光粒度仪、探地雷达采购: 否 C包:生态系统碳汇综合观测系统、洞穴环境与碳源汇监测系统、水环境质量监测系统、人工模拟降雨水力侵蚀试验系统、地理大数据集群计算平台采购: 否 D包:Zeta电位仪、原子吸收分析仪、流式细胞仪、荧光定量pcr仪、喀斯特国土空间规划与绿色发展实训室采购: 否 二、申请人的资格要求: 1. 一般资格要求: (1)具有独立承担民事责任的能力:提供法人或其他组织的营业执照(具有统一社会信用代码)等证明文件;具有良好的商业信誉和健全的财务会计制度:具体要求:提供2021年度财务审计报告复印件或扫描件或其基本开户银行出具的资信证明复印件或扫描件(出具资信证明的日期应在开标日期前三个月内)。 具有履行合同所必须的设备和专业技术能力:供应商自行承诺,格式自拟; (2)具有依法缴纳税收和社会保障资金的良好记录: (3)具体要求:提供2022年任意三个月依法缴纳税收和社会保障资金的有效证明材料; (4)参加本次政府采购活动前三年内,在经营活动中没有违法违规记录:提供参加政府采购活动前3年内在经营活动中没有重大违法记录的书面声明(格式文件详见投标文件范本); (5)法律、行政法规规定的其他条件:供应商在“信用中国”网站(www.creditchina.gov.cn)上未被列入失信被执行人、重大税收违法案件当事人名单、政府采购严重违法失信行为记录名单的不良行为记录和中国政府采购网(www.ccgp.gov.cn)上未被列入政府采购严重违法失信行为记录名单的不良行为记录,若有则视为无效投标。(提供以上网页查询清晰的截图加盖公章,查询时间为本项目采购公告发布之日起至投标截止时间前)。 2. 特殊资格要求: 无 三、获取招标文件 时间:2023-04-21至 2023-04-28(提供期限自本公告发布之日起不得少于5个工作日)每天上午00:00至11:59,下午12:00至23:59(北京时间,法定节假日除外) 地点: 贵州省公共资源交易中心网上获取(交易中心网址:http://ggzy.guizhou.gov.cn/) 潜在投标人在获取招标文件时间内未下载电子招标文件(.GPZ格式),将失去投标资格 方式: 贵州省公共资源交易中心网上获取(交易中心网址:http://ggzy.guizhou.gov.cn/) 潜在投标人在获取招标文件时间内未下载电子招标文件(.GPZ格式),将失去投标资格 售价:0.00元人民币(含电子文档) A包:气象碳通量涡度观测塔、植物生理分析系统采购: 投标保证金额(元):40000.00元 投标保证金交纳截止时间:2023-05-12 09:30:00 投标保证金交纳方式: 银行转账 保证保险 银行保函 合法担保机构出具的担保 C包:生态系统碳汇综合观测系统、洞穴环境与碳源汇监测系统、水环境质量监测系统、人工模拟降雨水力侵蚀试验系统、地理大数据集群计算平台采购: 投标保证金额(元):40000.00元 投标保证金交纳截止时间:2023-05-12 09:30:00 投标保证金交纳方式: 银行转账 保证保险 银行保函 合法担保机构出具的担保 D包:Zeta电位仪、原子吸收分析仪、流式细胞仪、荧光定量pcr仪、喀斯特国土空间规划与绿色发展实训室采购: 投标保证金额(元):40000.00元 投标保证金交纳截止时间:2023-05-12 09:30:00 投标保证金交纳方式: 银行转账 保证保险 银行保函 合法担保机构出具的担保 B包:水-碳同位素分析系统、激光粒度仪、探地雷达采购: 投标保证金额(元):40000.00元 投标保证金交纳截止时间:2023-05-12 09:30:00 投标保证金交纳方式: 银行转账 保证保险 银行保函 合法担保机构出具的担保 开户单位名称:贵州省公共资源交易中心 开户银行:贵州银行股份有限公司贵阳展览馆支行 开户账号:0109001400000182-0002 (特别提示:贵州省公共资源交易系统2020版以银行转账方式交纳的投标保证金,须由投标人在投标截止时间前自行在系统内与参与投标项目进行绑定。未与绑定的,将视为未交纳投标保证金,不能参加投标) 四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点(温馨提示:此时间由预约开标场地会后自动带出) 截止时间:(北京时间) A包:气象碳通量涡度观测塔、植物生理分析系统采购:2023-05-12 09:30:00 B包:水-碳同位素分析系统、激光粒度仪、探地雷达采购:2023-05-12 09:30:00 C包:生态系统碳汇综合观测系统、洞穴环境与碳源汇监测系统、水环境质量监测系统、人工模拟降雨水力侵蚀试验系统、地理大数据集群计算平台采购:2023-05-12 09:30:00 D包:Zeta电位仪、原子吸收分析仪、流式细胞仪、荧光定量pcr仪、喀斯特国土空间规划与绿色发展实训室采购:2023-05-12 09:30:00 地点:贵州省公共资源交易中心网上递交(交易中心网址:http://ggzy.guizhou.gov.cn/) 五、公告期限 自本公告发布之日起5个工作日。 六、其他补充事宜 采购项目需要落实的政府采购政策:无 ppp项目 : 否 简要技术要求、服务和安全要求:详见招标文件 交货地点或服务地点:采购人指定地点 其他事项(如样品提交、现场踏勘等):无 交货时间或服务时间:合同签订之日起个90日历天内完成供货、安装、调试及验收 七、对本次招标提出询问,请按以下方式联系 1. 采购人信息 名 称:贵州师范大学 项目联系人:潘老师 地 址:花溪大学城 联系方式:0851-83227528 2. 代理机构信息(如有) 代理全称:永明项目管理有限公司 联系人 :朱贵铭 地 址:贵阳市花果园中央商务区1号楼1单眼2904 联系方式:13511938338 3. 项目联系方式 项目联系人:朱贵铭 电 话:13511938338 八、附件 文件预览: 采购文件.pdf 采购公告.pdf 国家部委 省直单位
  • X射线计算机层析成像技术解析
    X射线三维成像可以实现物体内部的无损检测。但是对于大尺寸的板状样品的三维成像一直是业界的难题,层析成像技术是目前解决这一难题的最佳方法。一、 什么是层析成像?目前比较被大众熟知的Computed Tomography(CT)通常被翻译为计算机断层成像。最早的实验室CT扫描机由英国Godfrey Hounsfield于1967年建成,第一台可供临床应用的CT设备于1971年安装在医院。CT自发明以来,经历了多代发展,这里就不再赘述。简单理解,CT就是求解一个线性方程组,最终得到的结果就是CT图像。CT扫描就是构造方程组的过程,每一条被探测器接收的射线就代表了一个方程。对二维断层成像而言,要想得到好的求解结果,需要平面内任意方向的射线。这也是要求射线源-探测器组合相对于成像目标旋转360度的原因(出于严谨考虑,这里声明不考虑短扫描等情形)。层析成像技术,早在1921年就已经出现。这个时期的层析成像可以称之为传统层析成像。由于信息交流的不便,多个国家的研究者分别独立提出了层析成像的方法,并且给予了不同的命名。目前流传下来比较被大家接受的是Tomosynthesis和Laminography。现在用于乳腺癌筛查的钼靶成像(只是用了钼靶射线源而已),严格讲应该叫作数字乳腺层析成像(Digital Breast Tomosynthesis,简称为DBT)。而工业上比较习惯于用Laminography,我们延续了这种用法。在进行中文翻译的时候为了跟计算机断层成像区分,我们将Tomosynthesis和Laminography都翻译为层析成像。CL全称即Computed Laminography。二、 传统层析成像 CL与CT到底有什么区别?在前面我们已经提到CT成像一般需要射线绕物体一周。而在有些时候这是无法实现的。比如,现场条件受限或者物体在某些角度太长,射线无法穿透。比如大尺寸的板状物体。对于下图接近一米长的PCB,如果采用显微CT扫描,只能采用先切割的破坏性方法。如果非得用一个简单粗暴的标准区分CT和CL:画一个过物体的平面,如果射线源和探测器的运动轨迹不跨越这个平面,就可以认为这是CL。可以通过下图了解传统层析成像的原理。通过采集不同角度的投影数据(那时还只有胶片),将胶片简单叠加在一起,其中一层的数据会被增强(这一层称为焦平面)。下图中Plane 2的数据(以圆形代表其细节)就被增强了。传统层析成像,每次只能增强一个焦平面内的结构,而其它层的图像仍然是模糊的。三、 现代层析成像我们所说的层析成像一般都是指现代层析成像。这里的现代是相对于上面的传统而言的。现代层析成像是指采用了数字探测器和图像重建算法的层析成像。其成像结果中每一层都得到增强。虽然与CT相比,由于其数据缺失,会造成层间混叠(后面我们会着重介绍)。但在很多应用场景,这是能得到的最好的结果。下图是几种常见的层析成像结构。如果将有限角CT也称作CL的话,可以认为是第5种结构。这里我们对各种成像结构的成像能力进行简单的分析。(I)结构简单,但数据缺失过于严重(扫描的角度等于射线的张角);(II)仅能扫描中心区域;(III)(IV)相似,可以扫描任意区域,但在探测器的运动细节上有差异。其机械实现和数据处理上的差异过于专业,我们在这里就不再展开讨论。四、 层间混叠这是CL避免不了的问题。首先通过下图来了解一下层间混叠是什么样子。其表现就是横向的边缘被弱化了。为什么会出现这个问题呢?这得从傅里叶中心切片定理讲起,还是算了吧,简单点理解就是缺少了横向穿过物体的射线。为什么会缺少?因为这个方向射线穿不透啊,回忆一下前面一米长的PCB。如果你对上面的图像不满意,不如换个方向看看。是不是感觉好了很多。有没有办法彻底解决这个问题?针对特定的扫描对象,使用复杂的模型,效果会有所提高,但离实用还有很长的距离。 五、 CL的优点 谈完缺点再来聊聊优点。首先,就像前面提到的,这是现有条件下能得到的最好的结果。CL可以对大尺寸的板状物体得到非常高的分辨率。目前,射线源的焦点尺寸可以小到几百纳米。要想实现高分辨成像,需要射线源尽可能靠近物体,而CL这种扫描方式可以很容易的实现这一点。采用光学放大透镜的探测器的显微CT,样品可以不靠近射线源,但是由于射线的利用率底,扫描的时间会很长,难以满足快速检测的需求,且同样无法解决射线在有些角度下无法穿透的问题。下面再来聊聊CL另外一个优点。CT和CL图像最终表示的是物质对射线的线衰减系数(与射线能量、物质原子序数、物质密度等有关系)。一般趋势,线衰减系数随射线能量的增加而减小,简单点理解就是能量越高的射线越不容易被物质吸收。不同材料衰减系数的差异也随射线能量的增加而减小。由于CL始终沿着容易穿透的方向照射物体,可以使用较低能量的射线,因此能够获得较高的密度分辨能力。六、 国内CL研究进展与国外相比,国内对于CL技术的研究起步较晚。北京航空航天大学、中国科学院高能物理研究所等单位是国内最早开展CL成像研究的机构。在科技部重大科学仪器设备开发项目支持下,2015年,由中国科学院高能物理研究所和古脊椎动物与古人类研究所共同成功研发专用于“板状化石”的显微CL仪器,并在2016年中安装到中科院脊椎动物演化与人类起源重点实验室高精度CT中心,该仪器同时服务其他科研院所,中国科学院南京地质古生物研究所、中国地质科学院地质研究所、北京自然博物馆、安徽博物院、广西自然博物馆、北京大学,云南大学、西北大学、首都师范大学等,累计检测化石750余件。为板状化石的三维无损检测提供了全新工具,起到了不可替代的作用。该仪器的实验结果,助力研究人员在《Nature》、《Science》等期刊上发表论文20余篇,其中五项成果分别入选并领衔2018年、2019年、2020年和2021年中国古生物学十大进展。专用于“板状化石”的显微CL设备及其应用集成电路和电力电子领域也存在大量的板状产品。随着封装集成度和密度不断提高,对其内部结构缺陷检测要求空间分辨率达到微米甚至亚微米级。2019年,在科技部重大科学仪器设备开发项目支持下,中国科学院高能物理研究所针对电子器件封装检测需求,研制了具有亚微米级缺陷检测能力的X射线三维分层成像仪,关键指标达到国际先进水平。为了更好的进行X射线精密检测设备的推广,中国科学院高能物理研究所在2021年成立了锐影检测科技(济南)有限公司。X射线三维分层成像仪及其应用2021年,锐影检测科技(济南)有限公司成功研发了用于绝缘栅双极型晶体管(IGBT)焊接缺陷检测的专用CL设备。彻底解决了超声法和X射线DR成像无法检测带散热柱的IGBT模块的问题。设备实现了大视野快速成像,可以自动定位DBC焊接区域,自动进行气孔缺陷的识别,计算气孔率、最大气孔率、最大气孔尺寸,适用于在线检测。技术指标达到国际领先水平。IGBT焊接缺陷检测专用CLCL与DR方法对于IGBT基板焊料层气孔检测效果的比较总结随着科研及制造业的升级,对CL检测设备的精度、检测速度和智能化水平提出了更高的要求。新型CL设备的研发将是科研机构及X射线无损检测公司面临的挑战和历史机遇。 参考文献:【1】 Jiang Hsieh, Computed Tomography Principles, Design, Artifacts, and Recent Advances 3rd edition, SPIE PRESS.【2】 Buzug, Thorsten M. Computed tomography: from photon statistics to modern cone-beam CT. Springer, 2008.【3】 Zenghui Wei, Lulu Yuan, Baodong Liu, Cunfeng Wei, Cuili Sun, Pengfei Yin, and Long Wei, A micro-CL system and its applications. Review of Scientific Instruments, 88, 115107, 2017.【4】 Zuber M, Laaß M, Hamann E, Kretschmer S, Hauschke N, van de Kamp T, Baumbach T, Koenig T. Augmented laminography, a correlative 3D imaging method for revealing the inner structure of compressed fossils. Sci Rep. 2017 Jan 27 7:41413. doi: 10.1038/srep41413. PMID: 28128302 PMCID: PMC5269749.【5】 https://mp.weixin.qq.com/s/_SyUUlHpJNXrLxHFKYwydw本文作者:锐影检测科技(济南)有限公司
  • HEPS首批X射线拉曼散射谱仪分析晶体完成在线测试
    近日,中科院高能所自主研制的球面弯曲分析晶体取得突破性进展,助力高能同步辐射光源(HEPS)高能量分辨谱学线站建设。针对国内高压科学、能源材料等多学科的学科优势,为满足广大用户需求,HEPS高能量分辨谱学线站正在设计建造一台具有先进国际水平的X射线拉曼散射(XRS)谱仪—“乾坤”。其中,球面压弯分析晶体基于罗兰圆几何条件,将特定能量的X射线聚焦至探测器上,是XRS谱仪的核心光学部件。聚焦面形精度和高能量分辨是球面弯曲分析晶体的两项极为关键,又互相影响的技术指标,因而极具挑战性。“乾坤”谱仪采用6组模组化分析晶体阵列,由90余块半径1m的分析晶体构成,其晶体能量分辨的设计指标与电子-空穴态寿命展宽数量级相当,达到ΔE/E~10-5,球面弯曲面形精度满足1:1聚焦需求。在HEPS工程指挥部的部署下,HEPS高能量分辨谱学线站团队与光学设计、光学机械、光束线控制系统相关人员,联合多学科中心晶体实验室积极攻关。线站核心成员郭志英、多学科中心晶体实验室刁千顺,经过多年技术攻关和反复尝试,不断改进优化分析晶体制备工艺,最终探索出兼顾能量分辨与聚焦特性于一体的球面弯曲分析晶体制备方法。今年10月2日-5日,项目团队在北京同步辐射装置(BSRF)1W2B线站上,采用Si(111)双晶单色器Si(220)切槽单色器两次单色化、毛细管微聚焦的光学配置,利用自研三元谱仪样机,对谱仪单模组内15块分析晶体(图1),采用EPICS-Bluesky控制系统实现单色器联动扫描,开展了批量、高精度指标测试(装置见图2)。优化后入射能量带宽实现高分辨,达到半高全宽0.8eV@9.7keV,分析晶体自身能量分辨(图3)达到半高全宽~1eV@9.7keV,与理论预测值相当,聚焦特性得到充分验证(图3、图4),各项指标全部满足工程设计需求。HEPS高能量分辨谱学线站是我国首条专注于硬X射线非弹性散射谱学实验的线站,聚焦核能级超精细结构、声子态密度、芯能级电子跃迁和价电子激发的探测,主要提供核共振散射(NRS)、XRS、共振非弹性散射(RIXS)等谱学方法,服务于量子科学、能源科学、材料科学、凝聚态物理、化学、生物化学、地学、高压科学、环境科学等多学科前沿研究。其中,XRS是一种基于X射线非弹性散射原理的先进谱学实验技术,欧洲ESRF (72块分析晶体)、美国APS(19块分析晶体)、日本SPring-8(12块分析晶体)、法国SOLEIL(40块分析晶体)、英国Diamond光源等光源已建成或规划建设XRS旗舰线站。由于非弹性散射截面极小,比X射线吸收截面小4~5个量级,XRS实验技术需要高亮度光源以增加入射光子通量,同时也需要大立体角谱仪提高探测效率,而大立体角探测需要多块发现晶体实现。首批分析晶体的指标通过在线测试,将满足大批量分析晶体加工的工程需求,对HEPS“乾坤”谱仪、高能量分辨谱学线站的实施都具有里程碑意义。值得一提的是,该类型分析晶体的工艺也已经用于多种类型谱仪分析晶体的研制。接下来,该团队将高质量完成其余模组分析晶体的批量加工,同时,将致力攻关无应力高能量分辨分析晶体的研制。晶体研发工作还获得先进光源技术研发与测试平台PAPS的支持,BSRF-1W2B、3W1、4W1A、4W1B线站提供机时。图1. HEPS自研分析晶体图2. 分析晶体测试装置,其中,左图给出了散射光和分析晶体分析光路示意图图3 分析晶体测试结果,左上为4#晶体能量分辨率实验结果和拟合曲线,左下为三块晶体在探测器上的聚焦光斑,右侧为分析晶体能量分辨率批量测试结果图4 扫描单色器能量时探测器上的光斑变化情况图5 测试人员合影
  • 大连化物所预算869万元采购1台高分辨三维重构X射线显微镜
    近日,中国科学院大连化学物理研究所公开招标,预算869万元采购1台高分辨三维重构X射线显微镜。招标项目详情如下:项目编号:OITC-G240270123项目名称:中国科学院大连化学物理研究所高分辨三维重构X射线显微镜采购项目预算金额:869万元(人民币)最高限价(如有):869万元(人民币)采购需求:高分辨三维重构X射线显微镜 1 台/套 (允许进口产品)技术要求:1 分辨率及成像架构 ★1.1 最高空间分辨率:最佳三维空间分辨率≤0.5μm1.2 当 X 射线源距样品旋转轴 50mm 时的最佳空间分辨率≤1.0μm 1.3 最小可实现的体素(最大放大倍率下样品的体素大小)≤ 40 nm ★1.4 系统必须采用几何+光学两级放大的架构,以满足我单位对大样品进行局部高分辨率的成像需求。2 三维组织表征、重构及成像2.1 无损伤地对样品进行三维组织表征,可获得样品的三维组织形貌及不同角度、不同位置的虚拟二维切片组织形貌信息。不需制样或只需简单制备,不需真空观察环境,不会引入人为缺陷。 ★2.2 利用吸收衬度原理和相位传播衬度原理,可以对包括高原子序数和低原子序数在内的各种材料都能获得高衬度图像。 2.3 2000 张2k×2k投影重构图像数据(重构972 张Slice 图像)时间≤2.2分钟。2.4 支持纵向拼接技术,通过纵向拼接扫描结果获得更高视野的数据2.5 具备定位放大扫描功能2.6 具备样品移动自适应矫正、温度移动矫正、图像比对位移参照矫正等功能2.7 具备吸收衬度成像和基于边缘折射传播的相位衬度成像功能2.8 应具备硬件+软件的自动防撞机制, 可通过可见光扫描快速获取样品形状和实际轮廓,根据样品形状和轮廓,自动对源、探测器位置进行限位,以保证硬件和样品安全 。3 光源与滤波片★3.1 高能量微聚焦闭管透射式X射线源3.2 最高电压≥160kV,最低电压≤30kV,电压在最低和最高之间连续可调3.3 最大功率不小于25W3.4 Z轴可移动范围不小于190 mm 3.5 X射线泄露≤1μSv/hr(距离设备外壳25mm以上处)★3.6 带有单过滤波片支架,12个适用于不同能量段扫描的滤波片4 探测器4.1 能够实现二级放大的16 bit噪声抑制闪烁体耦合探测器, 探测器能够实现2048×2048以上的像素成像和三维重构★4.2 包含0.4X物镜探测器,实现2048×2048像素成像和三维重构4.3 包含高对比度,低分辨率的4X物镜探测器4.4 包含高对比度、高分辨率的20X物镜探测器4.5 探测器可移动范围不小于280mm★4.6 包含高分辨率40X物镜探测器5 样品台及样品室★5.1 全电脑控制高精度4轴马达样品台,具备超高的样品移动精度★5.2样品台X轴运动范围50mm;Y轴运动范围100mm;Z轴运动范围50mm 5.3 样品台旋转运动范围:360度旋转5.4 样品台最大承重范围:25kg5.5 样品台可承受样品尺寸范围:300mm★5.6 为了防止X 射线辐射泄漏、保护仪器操作人员,设备须采用全封闭式铅房设计,不能留有观察玻璃窗。样品室内配备可见光相机,确保操作人员无需通过观察玻璃窗即可监控和操作样品。5.7 配置原位台接口,可后期升级原位台。5.8 系统应具备智能防撞系统,可根据样品尺寸设定源和样品的范围,保障在实际成像过程中不会发生样品和源、探测器的碰撞损坏设备或样品。6 仪器控制与数据采集、重构、可视化及分析系统6.1 全数字化仪器控制,计算机控制工作站★6.2 具备三维数据采集及控制软件, 并提供1次免费升级服务。6.3 支持原始数据查看,图像标准特征显示(如亮度、对比度、放大等)、注释、测量6.4 可以进行基本图像测量,如图像计算、滤波等6.5具备快速三维数据重构软件6.6 具备三维数据可视化软件,展示三维重构结果,包括虚拟断层,着色、渲染、透视等,并实现基本分析功能和注释(3D Viewer)★6.7 专业的三维数据分析软件(一套):可进行高级三维重构后视图展示与三维高级数据处理与分析包括定量分析与统计分布、切片配准与图像滤波、三维图像数据分割与特征提取、多模态融合与分析、三维模型生成与导出,几何特征计算等(如可以实现三维数据处理,对样品三维数据结果进行相分割,孔隙率计算,裂纹及孔的尺寸统计与空间分布)并且可与其它三维软件兼容, 厂家自带软件全部功能开放7 三维X射线显微镜控制主机(须内附三维X射线显微镜控制单元)Microsoft Windows10操作系统、符合或优于Dual Eight Core CPU 、 CUDA-enabled 3D GPU,12TB(3×4 TB)硬盘容量、32GB内存、RAID-5可刻录式光驱、24寸液晶显示器;额外再配置一台数据处理工作站,要求不低于以下配置:Microsoft Windows 10及以上正版操作系统、双10核CPU、Nvidia RTX A6000GPU、6TB硬盘容量、512GB内存、RAID-5可刻录式光驱、24寸显示屏。8 样品座及标样8.1 配备对中和分辨率测试标样1套,配备针钳式样品座、夹钳式样品座、夹持式样品座、高铝基座样品座、高精度针钳式样品座。9 可拓展功能★9.1 可与双束系统、场发射电镜的数据相关关联,可将CT所获得的数据文件格式如CZI, ZVI, TIFF, MRC等格式的二维图像和TXM 3D X-ray volumes体量数据,导入到电镜或者双束系统的软件中,实现亚微米级到纳米级的数据关联以及数据处理。10 其他硬件10.1 人体工学操作台,大移动范围、高精度花岗岩工作台,四门式防辐射安全屏蔽罩,配备辐射安全连锁装置和“X-ray on”指示器 潜在投标人需于2024年06月11日至2024年06月18日,上午9:00至11:00,下午13:00至17:00(北京时间,法定节假日除外),登录东方招标平台www.oitccas.com注册并购买招标文件,并于2024年07月02日09点30分(北京时间)提交投标文件。联系方式:1. 采购人信息名称:中国科学院大连化学物理研究所地址:辽宁省大连市中山路457号联系方式:王老师,0411-843797072. 采购代理机构信息名称:东方国际招标有限责任公司地址:北京市海淀区丹棱街1号互联网金融中心20层联系方式:窦志超、王琪 010-682905233. 项目联系方式项目联系人:窦志超、王琪电话:010-68290523附件:采购需求.pdf
  • 日本理学与岛津达成合作,双方将共同销售理学X射线仪器
    2021年10月28日,日本理学(Rigaku)发布公告,理学与岛津推达成合作,理学X射线仪器使用岛津“LabSolutions DB/CS”软件,双方将面向制药、食品、化学领域,共同在日本发售理学X射线仪器。近年来,制造业中数据篡改和替换等丑闻接连发生,使分析数据原本的可靠性受到质疑。因此,仪器不仅要保证分析结果的准确性,还需要保证分析者、分析时间、分析条件等附带数据的完整性。特别是在制药、食品、化学等领域,更需要严格的分析数据管理,确保分析结果不存在造假行为。岛津“LabSolutions DB/CS”是管理分析数据并保证其完整性的软件,可广泛用于高效液相色谱(HPLC)、气相色谱(GC)、液相色谱质谱联用仪(LCMS)、气相色谱质谱联用仪(GCMS)、蛋白质测序仪(PPSQ)、激光粒度仪(SALD)、电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)、紫外可见分光光度计(UV)等分析仪器,特别是在制药领域受到了很高的评价。理学以X射线衍射设备为中心,包括X射线小角散射仪、薄膜评价装置、X射线单晶衍射仪、X射线成像设备、无损检测设备、X射线荧光分析仪等,可根据客户不同的使用目的,提供最佳的X射线仪器。在材料领域,从产品开发到质量管理,理学的仪器被广泛使用;在医药领域,除了大型通用设备,理学新推出的台式粉末X射线衍射仪可以帮助客户对样品的杂质和晶形进行简便且安全的评价。此次双方在日本共同销售的X射线设备是:X射线粉末衍射仪(XRD)和波长色散X射线荧光分析仪(WDX)。岛津将通过发售理学生产的XRD、WDX,来扩充自身产品阵容;理学也将继续销售在日本占有很高市场份额的理学XRD、WDX和岛津“LabSolutions DB/CS”,为提高制药、食品、化学领域从事研发和质控企业的数据可靠做出贡献。关于理学理学,1951年创立,以X射线和热分析为核心,提供分析仪器和工业仪器的尖端技术。目前,理学在包括日本、美国、欧洲、中国在内的世界各地设立了办事处,在通用X射线衍射(XRD),薄膜分析(XRF、XRD、XRR),X射线荧光分析(TXRF、EDXRF、WDXRF),小角散射分析(SAXS),蛋白质、低分子X射线晶体结构分析,拉曼光谱分析,X射线光学元件,半导体检查(TXRF、XRF、XRD、XRR),X射线发生装置,CT扫描,无损检测、热分析等领域担任着重要角色。以X射线及其周边技术的庞大知识为优势,与客户建立了密切的关系,通过学会和产业界,促进了全球的合作、交流和创新。针对蛋白质结构分析、纳米技术开发、通用X射线衍射(XRD)、X射线荧光分析(XRF)、材料分析、品质保证等多个领域,提供统一的解决方案。关于岛津岛津,1875年成立,拥有146年创业历史的精密仪器制造商。公司秉承“用科学技术为社会做出贡献”的宗旨,以及“实现‘人与地球健康’的愿望”的经营理念,向全球提供分析、测量、医疗、产业、航空等多种产品。在2020年4月开始的3年中期经营计划中,提出了“成为致力解决世界合作伙伴和社会问题的企业”口号,将传染病对策课题作为紧急项目。岛津今后将继续在临床医学、食品安全、环境能源等领域,为解决社会问题,与企业、研究人员、研究机构等进行合作。
  • 中科大取得“近20年来X射线成像重大突破”
    今后,病人做CT不仅有望更方便有效,而且辐射也可能会大大降低。记者近日从中国科大获悉,该校国家同步辐射实验室取得了“近二十年来X射线成像的重大突破”,它弥补了传统X射线成像技术对轻元素材料不敏感的不足,为生命科学、信息科学以及医疗诊断等展现了美好的应用前景。   据了解,目前的X射线相位衬度成像方法太繁琐、曝光时间过长、辐射剂量过高,阻碍了这种新型成像技术的应用。近日,中国科大教授、国家同步辐射实验室吴自玉研究员领导的成像研究小组,经过几年的努力,发现X射线正面入射和背面入射的两张投影像中,吸收衬度具有对称性,而折射衬度具有反对称性。根据这一原理,该研究小组提出了X射线相位CT新方法,实验结果表明,新方法克服了以往X射线相位衬度成像方法中的不足,具有简便、快速和低辐射剂量的优点,可以和现有的医学X射线CT技术相结合,形成操作简便、辐射剂量低的X射线相位CT新技术。   相关研究论文发表后,被审稿人誉为“近二十年来X射线成像的重大突破”。
  • X射线多层膜在静态和超快X射线衍射中的应用
    x射线多层膜在静态和超快x射线衍射中的应用x射线光学组件类型根据x射线和物质作用的不同原理和机制,目前主流的x射线光学组件可以大致分为四类:以滤片、窗片、针孔光阑为代表的吸收型组件;基于反射,全反射原理的各种镜片以及毛细管、波导等反射型器件,还有基于折射原理的各种复折射镜。而本文的主题多层膜镜片,其底层原理和晶体、光栅、波带片一样,都是基于衍射原理。吸收型反射型折射型衍射型滤片窗口针孔/光阑镜片:kb、wolter、超环面镜… … 毛细管:玻璃毛细管、金属镀层毛细管复折射镜:抛物面crl、菲涅尔crl、马赛克crl、… … 晶体光栅多层膜波带片多层膜的原理和工艺一般来说,反射型镜片存在“掠射角小、反射率低”的问题。而多层膜镜片则是通过构建多个反射界面和周期,并使反射界面等周期重复排列,相邻界面上的反射线有相同的相位差,就会发生干涉,如果相位差刚好为2pi的整数倍,则会干涉相长,得到强反射线。从布拉格公式可以看出:多层膜就是通过对d值的控制,来实现波长选择的人工晶体。而在工艺实现方面,目前制备x射线多层膜镜的主要工艺有:磁控溅射、电子束蒸镀、离子束蒸镀。一般使用较多的是磁控溅射或离子束镀膜工艺,即在基板上交替沉积金属和非金属层,通过选择材料,控制镀膜的厚度及周期的选定,实现对硬x射线到真空紫外波段的光的调制。上图为来自德国incoatec的四靶材磁控溅射镀膜系统。可实现多种膜系组合的高精度镀膜。[la/b4c]40 多层膜b-kα(183ev)用多层膜,d:10nm单层膜厚:1-10nm0.x nm的镀膜精度tem: 完美的镀层界面frank hertlein, a.e.m. 2008上图为40层la-b4c多层膜的剖面透射电镜图像和选区电子衍射,弥散的衍射环说明膜层是非晶结构。同时可以明显看到:周期为10nm的膜层界面非常清晰和规则。这套镀膜系统可获得0.x nm的镀膜精度。多层膜的特点示例—单色和塑形多层膜最显著的特点和优势在于可以通过基底的面型控制和镀层的膜厚控制,将x光的塑形和单色统一起来。当然,这是以精度极高的镀膜工艺为前提。下图的数据展示了进行梯度渐变镀膜时,从镜片一端到另一端镀膜的周期设计数值 vs. 实际工艺水平。可以看到:长度为150mm的基底上,单层镀膜膜厚需要控制在3.8-5.7nm,公差需要在1%以内。相当于在1500公里的长度上,厚度起伏要控制mm水平。这是非常惊人的原子层级的工艺水平。frank hertlein, a.e.m. 2008通过面型控制来实线x射线的塑形;通过极高精度的膜厚控制实现2d值渐变—继而实现单色;0.x nm尺度的镀膜误差——需要具备原子层级的工艺水平!多层膜的特点示例—带宽和反射率除了可以通过曲面基底和梯度镀膜实现对x光的塑形和单色,还可通过对膜层材料、膜厚、镀膜层数等参数的设计和控制,来实现带宽和反射率的灵活调整。如窄带宽的高分辨多层膜,以及宽带宽的高积分反射率多层膜。要实现高分辨:首先要选择对比度较低的镀膜材料,如be、c、b4c、或al2o3;其次减小膜的厚度,多层膜的厚度降为10~20å;最后增加镀膜层数,几百甚至上千。from c. morawe, esrf多层膜的特点示例—和现有器件的高度兼容左侧: [ru/c]100, d = 4 nm r 80% for 10 e 22 kev中间: si111 δorientation0.01°右侧: [w/si]100, d = 3 nm r 80% for 22 e 45 kevdcmm at sls, switzerland, m. stampanoni精密、灵活的膜层设计和镀膜控制镀膜材料的组合搭配;d/2d值的设计和控制;带宽和反射率的灵活调整。和现有器件的高度兼容多层膜主流应用方向目前,多层膜的主流应用方向和场景主要有:粉末、x射线荧光、单晶衍射以及同步辐射的单色、衍射、散射装置搭建。粉末衍射x射线荧光单晶衍射同步辐射基于dac的原位高压静态x射线衍射典型的静高压研究中,常利用金刚石对顶砧来获得一些极端条件。在极端的高压、高温下,利用x射线来诊断新的物相及其演化过程是重要的研究手段。x-ray probe利用金刚石对顶砧可以获得极端条件(数百gpa, 几千°c) 利用x射线探针来诊断和发现新物相;由于对x光源、探测器以及实验技术等方面的苛刻要求,尤其是需要将微束的x光,精准的穿过样品而不打到封垫上。长期以来,基于dac的x射线高压衍射实验只能在同步辐射实现。但同步辐射有限的机时根本无法满足庞大的用户需求。不能在实验室进行基于dac的x射线高压衍射实验和样品筛选,一直是广大高压科研群高压衍射实验室体的一大痛点。以多层膜镀膜工艺为技术核心,将多层膜镜片与微焦点x光源耦合,我们可以为科研用户提供单能微焦斑x射线源,使得在实验室实现高压衍射成为可能。下图是利用mo靶(左)和ag靶(右)单能微焦斑x射线源获得的dac加载下的lab6样品的衍射图。曝光时间300s,探测器为ip板,样品和ip板距离为200mm。可以看到:300s曝光获得的衍射数据质量是可接受的。特别地,对于银靶,由于其能量更高,可以压缩倒易空间,在固定的2thelta角范围内,可以获得更多的衍射信息,这对于很多基于dac的静高压应用来说非常有吸引力。dac加载下的lab6样品的衍射数据:多层膜耦合mo靶(左)和ag靶(右)曝光时间300s,探测器为ip板,样品和ip板距离为200mmbernd hasse, proc. of spie vol. 7448, 2009 (doi: 10.1117/12.824855)基于激光驱动超快x射线衍射在利用激光驱动的x射线脉冲进行超快时间分辨研究中,泵浦探针是常用的技术手段。脉宽为几十飞秒的入射激光经分束后,一路用于激发超快x射线脉冲,也就是探针光;另一路经倍频晶体倍频作为泵浦光。通过延时台的调节,控制泵浦激光和x射线探针到达样品的时间间隔,可实现亚皮秒量级时间分辨的测量。而在基于激光驱动的超快x射线衍射实验中,如何提升样品端的光通量?如何获得低发散角的单色光束?如何抑制飞秒脉冲的时间展宽?如何同时兼顾以上的实验要求?都是需要考虑的问题。很多时候还需要兼顾多个技术指标,所以我们非常有必要对各类光学组件和x射线飞秒脉冲源的耦合效果和特点有一个比较清晰的认知。四种光学组件和激光驱动x射线源的耦合效果对比首先我们先对弯晶、多层膜镜、多毛细管和单毛细管四种组件的聚焦效果有个直观的了解。以下是将四种光学组件和激光驱动飞秒x射线源耦合,然后进行了对比。四种光学组件在聚焦和离焦位置的光斑:激光参数:800nm/1khz/5mj/45fs源尺寸:10um 打靶产额:4*109 photons/s/sr这是四种组件的理论放大倍率和实测聚焦光斑的对比。可以看到:弯晶和多层膜的工艺控制精度很高,实测光斑和理论值比较接近。而毛细管的大光斑并不是工艺精度的误差,而是反射型器件的色差导致的,不同能量的光都会对聚焦光斑有贡献,导致光斑较大。而各种组件的工艺误差,导致的强度不均匀分布,则是在离焦位置处的光斑中得到较为明显的体现。ge(444)双曲弯晶多层膜镜片单毛细管多毛细管放大倍率1270.7收集立体角 (sr)+---++反射率--+++-有效立体角 (sr)---+++1维会聚角 (deg)+---++耦合输出通量(ph/s)---+++聚焦尺寸 (μm)2332155105光谱纯度好好差差时间展宽 (fs)++++--激光参数:800nm/1khz/5mj/45fs打靶产额:4*109 photons/s/sr等级: ++ + - --利用针孔+sdd,在单光子条件下,测量有无光学组件时的强度和能谱,可以推演出相应的技术参数。这里我们直接给出了核心参数的总结对比。其中,大多数用户最为关注,同时也是对于实验最为重要的,主要是有效立体角、输出光通量、光谱纯度和时间展宽。可以看到:典型的有效收集立体角在-4、-5sr的水平,而在样品上的输出光通量在5-6次方每秒这样的水平。但是需要指出的是:毛细管并不具备单色的能力,虽然有效立体角大,但输出的是复色光。对于时间展宽的比较,很难通过实验手段获得测量精度在几十到百飞秒水平的结果,所以主要通过理论分析和计算来获得。对于同为衍射型组件的ge(444)双曲弯晶和多层膜镜片,光程差引入项主要是x光在组件内的贯穿深度。对于ge(444),8kev对应的布拉格角约为70度,x光的衰减长度约为28um,对应的时间展宽约90fs。对于多层膜镜片,因为它属于掠入射型的衍射组件,x光的衰减长度在um量级,对应的时间展宽甚至可以到10fs水平,因此这里的数据相对比较保守的。而对于毛细管这种反射型器件,光程差引入项主要是毛细管的长度差。对于单毛细管,光程差在10fs水平,对于多毛细管,位于中心区域和边缘的子毛细管长度是有较大的差异的,光程差可达ps水平。小结1. 弯晶:单色性好、时间展宽较小、有效立体角小、输出通量低;2. 多层膜:单色性好、时间展宽较小、有效立体角大、kα输出通量高;3. 单毛细管:复色、时间展宽很小、有效立体角大、复色光通量高;4. 多毛细管:复色、时间展宽较大、有效立体角最大、复色光通量最高。每一种光学组件都有其适用的场景,对于非单色的超快应用,如超快荧光、吸收谱,毛细管可能更为合适,而对于追求单色的超快应用,如超快衍射,多层膜是比较好的选择,兼顾了单色性、时间展宽和有效立体角(输出通量)三个核心指标!如果您有任何问题,欢迎联系我们进行交流和探讨。北京众星联恒科技有限公司致力于为广大科研用户提供专业的x射线产品及解决方案服务!
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