ایکس رے ابسورپشن فائن سٹرکچر سپیکٹرومیٹر (XAFS) مواد کے مقامی جوہری یا الیکٹرانک ڈھانچے کا مطالعہ کرنے کے لیے ایک طاقتور ٹول ہے، جو بڑے پیمانے پر مشہور شعبوں جیسے کیٹالیسس، انرجی، اور نینو ٹیکنالوجی میں استعمال ہوتا ہے۔ ایکس رے ابسورپشن فائن سٹرکچر سپیکٹرومیٹر (XAFS) کا بنیادی اصول یہ ہے کہ جب ایکس رے کی توانائی نمونے میں موجود کسی عنصر کے اندرونی الیکٹران شیل کی توانائی کے ساتھ گونجتی ہے تو الیکٹرانوں میں اچانک اضافہ ایک مسلسل سپیکٹرم بنانے کے لیے پرجوش ہو جاتا ہے، جسے جذب کنارہ کہا جاتا ہے۔ جذب کے کنارے کے قریب، جیسے جیسے ایکس رے توانائی میں اضافہ ہوتا ہے، ایکسرے کی دخول کی گہرائی بڑھنے کے ساتھ ہی جذب کی شرح یکسر کم ہوتی جاتی ہے۔ جب سپیکٹرم کو ایک مخصوص کنارے سے آگے بڑھایا جاتا ہے تو، عمدہ ڈھانچے کا مشاہدہ کیا جا سکتا ہے، جہاں کنارے کے ڈھانچے (XANES) علاقوں کے قریب ایکس رے جذب ہوتے ہی ظاہر ہوتے ہیں جیسے ہی چوٹیاں اور کندھے 20 سے 30 الیکٹران وولٹ سے زیادہ چوڑائی والے کنارے کے نقطہ آغاز سے گزرتے ہیں۔ کنارے کے اعلی توانائی والے حصے پر واقع باریک ڈھانچہ جہاں توانائی کئی سو الیکٹران وولٹ تک گر جاتی ہے اسے ایکس رے ابسورپشن فائن سٹرکچر (XAFS) کہا جاتا ہے۔ ایکس رے جذب فائن سٹرکچر سپیکٹرومیٹر (XAFS) کی اہم خصوصیات یہ ہیں: شارٹ رینج آرڈرنگ کی حساسیت: یہ شارٹ رینج آرڈرنگ پر منحصر ہے اور لمبی رینج آرڈرنگ پر انحصار نہیں کرتا ہے، جس سے نمونوں کی وسیع رینج کی پیمائش ممکن ہو جاتی ہے۔ اسے بے ساختہ، مائع، پگھلے ہوئے، کیٹالسٹ ایکٹو مراکز، دھاتی پروٹین وغیرہ کے ساتھ ساتھ کرسٹل میں ناپاک ایٹموں کے ساختی مطالعہ کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ مضبوط عنصری خصوصیات: ایکس رے جذب کرنے والے کنارے میں بنیادی خصوصیات ہیں، اور نمونے میں مختلف عناصر کے ایٹموں کے لیے، ایک ہی کمپاؤنڈ میں موجود مختلف عناصر کے جوہری پڑوسی ڈھانچے کا مطالعہ ایکس رے کی توانائی کو ایڈجسٹ کرکے کیا جا سکتا ہے۔ اعلی حساسیت: فلوروسینس کا طریقہ استعمال کیا جا سکتا ہے تاکہ عناصر کے نمونوں کی پیمائش ایک ملینویں سے کم ہو۔ ساختی معلومات کا جامع حصول: مقامی ساخت کا تعین کرنے والے پیرامیٹرز فراہم کرنے کے قابل، جیسے جذب کرنے والے ایٹموں اور پڑوسی ایٹموں کے درمیان فاصلہ، ان ایٹموں کی تعداد اور قسم، اور جذب کرنے والے عناصر کی آکسیڈیشن حالت۔ نمونے کی تیاری آسان ہے: کسی ایک کرسٹل کی ضرورت نہیں ہے، اور تجرباتی حالات میں، ڈیٹا اکٹھا کرنے کا وقت نسبتاً کم ہے۔ سنکروٹرون ایکس رے ماخذ کا استعمال کرتے ہوئے عام طور پر ایک سپیکٹرل لائن کی پیمائش کرنے میں صرف چند منٹ لگتے ہیں۔ ایکس رے جذب فائن سٹرکچر سپیکٹرومیٹر (XAFS) کے اہم فوائد ہیں: بنیادی فائدہ: سب سے زیادہ برائٹ فلوکس پروڈکٹ 1000000 فوٹون/سیکنڈ/ای وی سے زیادہ فوٹان کا بہاؤ، دیگر مصنوعات سے کئی گنا زیادہ سپیکٹرل کارکردگی کے ساتھ؛ سنکروٹرون تابکاری کے برابر ڈیٹا کا معیار حاصل کریں۔ بہترین استحکام: روشنی کے منبع کی یک رنگی روشنی کی شدت کا استحکام 0.1% سے بہتر ہے، اور بار بار جمع کرنے کے دوران توانائی کا بہاؤ 50 meV سے کم ہے۔ 1% پتہ لگانے کی حد: ہائی برائٹ فلوکس، بہترین آپٹیکل پاتھ آپٹیمائزیشن، اور بہترین روشنی کے منبع کا استحکام اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ اعلی معیار کا EXAFS ڈیٹا تب بھی حاصل کیا جا سکتا ہے جب ماپا عنصر کا مواد>1% ہو۔ 4. ایکس رے جذب فائن سٹرکچر سپیکٹرومیٹر (XAFS) کے اطلاق کے علاقے : توانائی کا میدان: جیسے لیتھیم بیٹریوں اور دیگر ثانوی بیٹری کے مواد پر تحقیق، فیول سیل ریسرچ، ہائیڈروجن اسٹوریج میٹریل ریسرچ وغیرہ۔ XAFS کو چارج ڈسچارج سائیکل اور الیکٹرو کیمیکل ری ایکشن کے دوران ارتکاز، والینس سٹیٹ، کوآرڈینیشن ماحول، اور بنیادی ایٹموں کی متحرک تبدیلیوں کو حاصل کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ کیٹالیسس فیلڈ: نینو پارٹیکل کیٹالیسس، سنگل ایٹم کیٹالیسس وغیرہ پر تحقیق کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ سپورٹ پر کیٹیلیسٹ کی مورفولوجی، سپورٹ کے ساتھ تعامل کی شکل، اور ایکس اے ایف ایس کے ذریعے اتپریرک عمل کے دوران اس کی تبدیلیوں کے ساتھ ساتھ انتہائی کم مواد والے دھاتی آئنوں کے پڑوسی ڈھانچے کو حاصل کریں۔ میٹریل سائنس کے میدان میں، ایکس رے جذب فائن سٹرکچر سپیکٹرومیٹر (XAFS) مختلف مواد کی خصوصیات، پیچیدہ نظاموں اور بے ترتیب ساختی مواد کے مطالعہ، تابکار آاسوٹوپس کی تحقیق، سطح اور انٹرفیس مواد کی متعلقہ خصوصیات کا مطالعہ، اور مواد میں متحرک تبدیلیوں کے مطالعہ کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ ارضیات کے میدان میں، ایکس رے جذب فائن سٹرکچر سپیکٹرومیٹر (XAFS) کو ارضیاتی تحقیق میں ایسک مواد کے عنصر والینس سٹیٹ کے تجزیہ کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ماحولیاتی فیلڈ: XES کو کروڑ/جیسا کہ عناصر وغیرہ کے والینس اسٹیٹ تجزیہ کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ریڈیو کیمسٹری کے میدان میں، ایکس رے جذب فائن سٹرکچر سپیکٹرومیٹر (XAFS) کو عیسوی، U عناصر وغیرہ کے والینس سٹیٹ کے تجزیہ کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ایکس رے ابسورپشن فائن سٹرکچر سپیکٹرومیٹر (XAFS) اپنے منفرد کام کے اصول، نمایاں خصوصیات اور وسیع اطلاق کے شعبوں کی وجہ سے جدید سائنسی تحقیق میں ایک اہم کردار ادا کرتا ہے۔ یہ لوگوں کو مادّے کی مائیکرو سٹرکچر اور کیمیائی حالت کی گہرائی سے سمجھ حاصل کرنے کا ایک طاقتور ذریعہ فراہم کرتا ہے، جس سے متعدد تادیبی شعبوں کی ترقی اور پیشرفت کو فروغ ملتا ہے۔

ایکس رے جذب کرنے والا ٹھیک ڈھانچہ اسپیکٹرم (XAFS) مواد کے مقامی جوہری یا الیکٹرانک ڈھانچے کا مطالعہ کرنے کے لیے ایک طاقتور ٹول ہے، جو کیٹالیسس، توانائی اور نینو ٹیکنالوجی جیسے مشہور شعبوں میں وسیع پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ ایکس رے جذب ٹھیک ڈھانچہ سپیکٹرم کا اصول (XAFS): ایکس رے جذب کرنے کی عمدہ ساخت سپیکٹرم سے مراد ایکس رے جذب کرنے والے ایٹم کور الیکٹران کے خصوصیت والے کناروں کے قریب ہائی ریزولوشن سپیکٹرا ہے۔ جب ایکس رے کی توانائی ماپا عنصر کے اندرونی شیل الیکٹرانوں کی حوصلہ افزائی کی توانائی کے برابر ہے، تو وہ مضبوطی سے جذب ہوں گے، جس کے نتیجے میں جذب کی حد (یا جذب کنارہ) ہو گی۔ جذب کے کنارے کے قریب، متعدد بکھرنے اور دیگر وجوہات کی وجہ سے، ایکس رے کا جذب گتانک دوغلی مظاہر کو ظاہر کرے گا، یعنی عمدہ ساخت۔ 2. ایکس رے جذب کرنے والی عمدہ ساخت اسپیکٹرم (XAFS) کے بنیادی فوائد: (1) اعلیٰ ترین برائٹ فلوکس پروڈکٹ، جس میں فوٹوون فلوکس 1000000 فوٹون/سیکنڈ/ای وی سے زیادہ ہے، اور اسپیکٹرل کارکردگی دیگر مصنوعات سے کئی گنا زیادہ ہے۔ سنکروٹرون تابکاری کے برابر ڈیٹا کا معیار حاصل کریں۔ (2) بہترین استحکام، روشنی کے منبع کی یک رنگی روشنی کی شدت کا استحکام 0.1% سے بہتر ہے، اور بار بار توانائی کا بہاؤ 50 meV سے کم ہے۔ (3) 1% پتہ لگانے کی حد، ہائی لائٹ فلکس، بہترین آپٹیکل پاتھ آپٹیمائزیشن، اور بہترین لائٹ سورس اسٹیبلٹی اس بات کو یقینی بناتے ہیں کہ اعلی معیار کا EXAFS ڈیٹا تب بھی حاصل کیا جا سکتا ہے جب ماپا عنصر کا مواد> 1% ہو۔ 3. XAFS کے اطلاق کے علاقے: صنعتی کیٹالیسس، انرجی سٹوریج مواد، نینو میٹریلز، ماحولیاتی زہریلا، کوالٹیٹیو تجزیہ، بھاری عنصر کا تجزیہ، وغیرہ۔ 4. XAFS کی اہم خصوصیات: (1) مختصر رینج آرڈرنگ: EXAFS مختصر فاصلے کے تعاملات پر منحصر ہے اور طویل فاصلے کی ترتیب پر انحصار نہیں کرتا ہے۔ XAFS کو بے ترتیب نظاموں کی ساخت کا مطالعہ کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے جیسے کہ بے ساختہ، مائع، پگھلا ہوا، اور اتپریرک فعال مراکز۔ (2) عنصر کی خصوصیت: فلوروسینس کا طریقہ استعمال کیا جا سکتا ہے تاکہ عناصر کے نمونوں کی پیمائش کی جا سکے جس میں ارتکاز دس لاکھویں سے کم ہو۔ واقعے کی ایکس رے توانائی کو ایڈجسٹ کرکے، ایک ہی کمپاؤنڈ میں مختلف عناصر کے ایٹموں کے پڑوسی ڈھانچے کا مطالعہ کیا جا سکتا ہے۔ (3) پولرائزیشن کی خصوصیات: پولرائزڈ ایکس ریز کو اورینٹڈ نمونوں میں ایٹم بانڈ کے زاویوں اور سطحی ڈھانچے کی پیمائش کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ایکس رے جذب کرنے والا ٹھیک ڈھانچہ اسپیکٹرم، اپنے منفرد اصولوں، اہم خصوصیات اور وسیع اطلاق کے شعبوں کے ساتھ، متعدد شعبوں جیسے کہ میٹریل سائنس، کیٹلیٹک کیمسٹری، اور توانائی کی تحقیق میں ایک ناگزیر اور اہم ٹول بن گیا ہے، جو مادی مائیکرو اسٹرکچرز اور الیکٹرانک ریاستوں کی گہرائی سے تلاش کے لیے مضبوط معاونت فراہم کرتا ہے۔

اس وقت، XAFS بہت سے شعبوں میں لاگو کیا گیا ہے، خاص طور پر کیٹالیسس اور بیٹری مواد کی تحقیق کے میدان میں، اور ایک اہم درست خصوصیات کا طریقہ بن گیا ہے۔

ایکس رے ابسورپشن فائن سٹرکچر (XAFS) سنکروٹرون ریڈی ایشن لائٹ سورس پر مبنی مواد کے مقامی ایٹم یا الیکٹرانک ڈھانچے کا مطالعہ کرنے کا ایک طاقتور ٹول ہے۔