Röntgenspektrometer Empyrean XAS

für SpektroskopieLaborF&E

Überblick
Empyrean XAS integriert laborbasierte Röntgenabsorptionsspektroskopie (XANES und EXAFS) in die multifunktionale Empyrean‑Plattform und ermöglicht kombinierte Messungen von Diffraktion, Streuung, Bildgebung und Spektroskopie auf einem Gerät für konsistente strukturelle und chemische Analysen.

Wesentliche Fähigkeiten

• Kombination von Fernordnung (Diffraktion) mit nanoskaliger Organisation (Streuung) und struktureller Bildgebung
• Element‑spezifische lokale chemische Information mittels XANES und EXAFS
• Sequenzielle Messung mehrerer Absorptionskanten ohne umfangreiche Neukonfiguration

Lokale chemische Einsichten durch XAS
XAS untersucht die lokale chemische Umgebung ausgewählter Elemente durch Messung der Absorption in der Nähe von Kanten. XANES ist empfindlich gegenüber Oxidationszustand und elektronischer Struktur nahe der Kante; EXAFS liefert quantitative Kurzreichweiten‑Strukturinformationen bei höheren Energien.

• Identifikation von Oxidationsstufen
• Bestimmung der Koordinationsgeometrie
• Messung interatomarer Abstände
• Analyse der Nahordnung

Quantitative Leistung
Empyrean XAS liefert reproduzierbare Spektraldaten, geeignet für qualitative und quantitative Analysen. Hohe Energieauflösung unterstützt detaillierte XANES‑Analysen (inkl. Pre‑Edge), während ein breiter k‑Bereich quantitative EXAFS‑Auswertung ermöglicht, z. B. Koordinationszahlen und Abstände. Messungen erfolgen in Transmission für robuste Quantifizierung.

Element‑ und Energiebereich
Unterstützte Kanten umfassen K‑Kanten mittel‑Z Übergangsmetalle (z. B. Ti, Fe, Ni, Mo) und L‑Kanten schwererer Elemente (z. B. Ba, Ce). Zugänglicher Energiebereich: 4–20+ keV. Mehrere Kanten können in einem Experiment aufgezeichnet werden, um mehrelementige Materialien effizient zu charakterisieren.

Multi‑Kanten‑Fähigkeit für komplexe Materialien
Sequenzielle Multi‑Kanten‑Messungen vermeiden wiederholte Neukonfigurationen des Instruments und beschleunigen die Analyse von Mehrkomponenten‑Katalysatoren, Batterieelektroden, funktionalen Oxiden und Mehr‑Element‑Legierungen.

• Mehrkomponenten‑Katalysatoren
• Batterieelektroden
• Funktionale Oxide
• Mehr‑Element‑Legierungen

Integration in die Empyrean‑Plattform
Empyrean XAS ist in die modulare Empyrean‑Plattform integriert. Das PreFIX‑Konzept ermöglicht schnellen, reproduzierbaren Wechsel von Messkonfigurationen (Diffraktion, Streuung, Bildgebung, Spektroskopie) bei minimalem Nachjustieraufwand und unterstützt komplementäre Techniken in einem Workflow.

Software und Workflow‑Tools
Die integrierte Software führt durch Setup, Datenerfassung und Interpretation. Wichtige Workflow‑Funktionen:

• Automatische Datenerfassung
• Scan‑Justage und Normalisierung
• Detektor‑Korrektur und Untergrundsubtraktion
• Pre‑Edge und Post‑Edge Fitting
• Spektralverarbeitung und Datenkuration

Anwendungsgebiete
Typische Anwendungen:

• Energiespeicher — Verfolgung von Oxidationszuständen und lokaler Strukturevolution in Batterie‑Materialien
• Katalyse — Charakterisierung aktiver Zentren, Oxidationsstufen und Reaktionswege
• Fortschrittliche Werkstoffe — Untersuchung von Nahordnung, Defekten und elektronischer Struktur
• Umwelt‑ und Geowissenschaften — Analyse von Spurenelementen und chemischen Transformationen

Dokumentation
Verfügbare Dokumente:

• Empyrean Series 3 Pre‑Installation manual — Version 3, 14 Feb 2023 (English)
• Empyrean Series 3 User Guide — Version 3, 03 May 2022 (English)

Technische Daten

• Techniken: XANES, EXAFS
• Energiebereich: 4–20+ keV
• Messmodus: Transmission
• Energieauflösung: Bis zu 1,3 eV @ 8 keV
• Auflösungsvermögen: Bis zu E/ΔE ≈ 6150
• Zugängliche Kanten: K‑Kanten 3d Übergangsmetalle und L‑Kanten schwerer Elemente
• Umgebung: Betrieb in Umgebungsluft
• Operando‑Studien: Unterstützt
• Messdauer: Minuten bis Stunden