X線分光器 Empyrean XAS

分光学用研究室用研究開発用

概要
Empyrean XASは、ラボベースのX線吸収分光（XANESおよびEXAFS）をEmpyreanの多目的X線プラットフォームに統合し、1台の装置で回折、散乱、イメージング、分光を組み合わせた一貫性のある構造・化学解析を可能にします。

主な機能

• 長距離の結晶構造（回折）とナノスケールの組織（散乱）、構造イメージングを組み合わせ
• 元素特異的な局所化学情報をXANES/EXAFSで取得
• 大幅な再構成を伴わずに複数の吸収端を連続測定

XASによる局所化学情報
XASは元素の吸収端付近の吸収を測定することで、特定元素の局所化学環境を探る手法です。XANESは吸収端近傍の酸化状態や電子構造に敏感であり、EXAFSは高エネルギー領域で短距離構造の定量的情報を提供します。

• 酸化状態の同定
• 配位幾何の決定
• 原子間距離の測定
• 短距離秩序の解析

定量性能
Empyrean XASは定性的および定量的解析に適した再現性のあるスペクトルデータを生成します。高いエネルギー分解能はXANESの微細構造（プレエッジ等）の解析を可能にし、広いkレンジはEXAFSの定量的フィッティングに適しています。測定は透過法で行われ、堅牢な定量解釈を支援します。

元素・エネルギー対応
対応する吸収端には中程度の原子番号の遷移金属のK吸収端（例：Ti、Fe、Ni、Mo）や重元素のL吸収端（例：Ba、Ce）が含まれます。利用可能エネルギー範囲：約4～20+ keV。複数吸収端を1回の実験で連続測定できます。

複合材料向けのマルチエッジ機能
複数の吸収端を順次測定することで、装置の再構成を繰り返すことなく多成分触媒や電池電極、機能性酸化物、多元素合金の解析を効率化できます。

• 多成分触媒
• 電池電極
• 機能性酸化物
• 多元素合金

Empyreanプラットフォームへの統合
Empyrean XASはモジュラーなEmpyreanプラットフォームと統合されます。PreFIXコンセプトにより、測定構成（回折、散乱、イメージング、分光）の迅速かつ再現性の高い切替が可能で、複数手法を単一ワークフローで連携できます。

ソフトウェアとワークフロー機能
統合ソフトウェアがセットアップから解析までを支援します。主な機能：

• 自動データ収集
• スキャンのアライメントと正規化
• 検出器補正とバックグラウンド除去
• 吸収端前後領域のフィッティング
• スペクトル処理とデータキュレーション

用途
代表的な用途：

• エネルギー貯蔵 — 電池材料の酸化状態変化や局所構造の変化追跡
• 触媒 — 活性部位、酸化状態、反応経路の評価
• 先端材料 — 短距離秩序、欠陥、電子構造の解析
• 環境・地質科学 — 微量元素や化学的変換の分析

ドキュメント
入手可能な資料：

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

仕様（技術的ハイライト）

• Techniques: XANES、EXAFS
• Energy range: 4–20+ keV
• Measurement mode: 透過（transmission）
• Energy resolution: 8 keVで低至 1.3 eV
• Resolving power: 最大 E/ΔE ≈ 6150
• Accessible edges: 3d遷移金属のK吸収端および重元素のL吸収端
• Environment: 大気中動作
• Operando studies: 対応
• 測定時間: 数分〜数時間