![]() |
![]() |
คือ เทคนิคการตรวจสอบคุณสมบัติของสาร โดยอาศัยการกระตุ้นอะตอมด้วยรังสีเอ็กซ์ที่มีความยาวคลื่นเหมาะสม เมื่ออะตอมของสารตัวอย่างถูกกระตุ้น คลื่นพลังงานของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าจะเกิดการแกว่ง และเกิดปฏิกิริยากับสนามพันธะของอิเล็กตรอนภายในอะตอม ส่งผลให้อิเล็กตรอน เหล่านั้นได้รับพลังงานกระตุ้น และเคลื่อนย้ายตำแหน่ง โดยย้ายระดับพลังงานพร้อมๆกับการปลดปล่อยพลังงานในรูปของแสง (a) กลไกการดูดกลืนรังสีเอกซ์ ทำให้อะตอมอยู่ในสถานะกระตุ้น |
(b) กลไกการเกิดการเรืองแสงในย่านรังสีเอกซ์ (c) กระบวนการเกิดการแผ่รังสีออเจอร์
Photoelectric Effect: An x-ray is absorbed by an atom when the energy of the x-ray is transferred to a core-level electron (K,L or M shell) which is ejected from the atom. The atom is left in an excited state with an empty electronic level (a core hole). Any excess energy from the x-ray is given to the ejected photoelectron. X-ray Fluorescence: An x-ray with energy = the difference of the core-levels is emitted. Auger Effect: An electron is promoted to the continuum from another core-level. |
หลักการของเทคนิค XAS คือ การฉายรังสีเอกซ์บนสารที่ต้องการศึกษาและวัดอัตราส่วนการดูดกลืนรังสีเอกซ์ที่พลังงานต่างๆ ซึ่งข้อมูลดังกล่าวสามารถใช้บ่งบอกถึงโครงสร้างของสารตัวอย่างในระดับอะตอมได้ ระบบลำเลียงแสงและสถานีทดลองนี้สามารถทำงานได้ในช่วงพลังงานแสงซินโครตรอนย่านรังสีเอกซ์ตั้งแต่ 1,240 – 12,100 อิเล็กตรอนโวลต์ (eV) โดยใช้เครื่องคัดเลือกพลังงานแสงแบบผลึกคู่ (Double Crystal Monochromator หรือ DCM) ระบบลำเลียงแสงที่ 5.2 ถูกออกแบบโดยทีมนักวิจัยและวิศวกรของสถาบันฯโดยอุปกรณ์ส่วนใหญ่จัดสร้างขึ้นเองภายในสถาบันฯซึ่งได้ทำการติดตั้งและทดสอบแล้วเสร็จและได้เริ่มเปิดให้บริการแสงแก่โครงการที่ได้รับการจัดสรรจากหน่วยงานทั้งสามองค์กร (มทส. – นาโนเทค – สซ) ตั้งแต่เดือนมีนาคม 2556 โดยโควตาที่เป็นส่วนของสถาบันฯได้จัดสรรให้แก่ผู้ใช้ภายนอกซึ่งสามารถสมัครเข้ามาใช้ได้โดยทั่วไป
![]() |
![]() |
รูปที่ 2 แสดงกระบวนการเกิดการดูดกลืนรังสีเอกซ์ เมื่อผ่านการคัดเลือกพลังงาน
ในการวัดแบบทะลุผ่าน (รูปที่ 2) เราจะวัดการดูดกลืนรังสีเอกซ์จากความเข้มของรังสีเอกซ์ที่ลดลงหลังจากที่เดินทางผ่านตัวอย่าง ความเข้มของรังสีก่อน (I0) และหลังตัวอย่าง (I) มีความสัมพันธ์ตามสมการ
โดยที่ตัวแปร µ และ x คือ สัมประสิทธิ์ของการดูดกลืนรังสีเอกซ์และความหนาของตัวอย่าง ตามลำดับ เราใช้สมการนี้ เพื่อหาค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนรังสีที่แต่ละพลังงานโฟตอน โดยในการทดลองเราจะปรับค่าพลังงานโฟตอนของรังสีเอกซ์ด้วยเครื่องคัดเลือกพลังงานแสง (x-ray monochromator) เมื่อนำค่า µ(E) มาแสดงเป็นกราฟกับค่าพลังงานโฟตอน E เราจะได้สเปกตรัม XAS ของตัวอย่าง (รูปที่ 3)
รูปที่ 3 สเปกตรัมการดูดกลืนรังสีเอกซ์ในชั้น K (K-edge absroption) ของอะตอมคอปเปอร์ (Cu metal)