能量调制XAFS实验技术研究

调制光谱是一种具有高灵敏度和高分辨能力的实验技术，本项目将调制技术引入到XAFS实验中，提出了基于能量调制的XAFS谱技术，利用对入射Ｘ射线能量进行调制来提高XAFS实验对高配位层原子的检测能力和灵敏度。本项目将通过对单色器晶体的调制来实现对XAFS谱的能量调制，对能量调制XAFS谱的数据采集系统和数据分析进行研究，解决能量调制XAFS实验方法和技术面临的困难，建立一套开展能量调制XAFS谱的演示系统，为材料、物理、化学、环境等领域开展高精度XFAS研究提供一个新的实验条件。

利用调制技术可以探测可见光吸收光谱中的微小变化，但直到最近几年，调制技术才被引入到X射线吸收精细结构谱（XAFS）实验中。通过周期性变化的外界参量来调制吸收谱，如波长、光照、磁场、温度、压强，可得到比常规XAFS谱更好的探测精度。本项目依托北京同步辐射装置(BSRF)发展了能量调制XAFS的新方法，并首次将能量调制吸收谱拓展到了扩展X 射线吸收边精细结构谱（EXAFS）范围。通过对BSRF中XAFS实验站原有单色器的改造，以调制单色器第二晶体角度的方式成功实现了对X射线能量的调制。利用锁相放大器和自制的信号处理电路板，成功测量了能量调制XAFS。X射线吸收近边结构谱（XANEX）表明，能量调制方式具有更好的信噪比；EXAFS表明，能量调制方式可以有效增强远距离配位层的信号。在上述工作的基础上，我们提出和验证了基于对同时对两个晶体的Bragg角进行调制的新方案。. 此外，我们还研究了单色器晶体的投角、滚角和摆角对XAFS 实验中Glitch的影响，通过理论模拟和实验，针对Si(111)单色器，提出了减少Glitch的最佳晶体定向。