Spectromètre à rayons X Empyrean XAS

pour spectroscopiepour laboratoirepour R&D

Présentation
Empyrean XAS intègre la spectroscopie d'absorption des rayons X en laboratoire (XANES et EXAFS) à la plateforme Empyrean multi‑techniques, permettant de réaliser sur un même instrument des mesures de diffraction, diffusion, imagerie et spectroscopie pour une analyse structurale et chimique cohérente.

Capacités principales

• Associer structure cristalline longue portée (diffraction) et organisation à l'échelle nanométrique (diffusion) ainsi que l'imagerie structurelle
• Obtenir des informations chimiques locales élémentaires grâce à XANES et EXAFS
• Enregistrer plusieurs seuils d'absorption de façon séquentielle sans reconfiguration étendue

Compréhension chimique locale via XAS
XAS sonde le milieu chimique local d'éléments ciblés en mesurant l'absorption proche des seuils. XANES est sensible à l'état d'oxydation et à la structure électronique près du seuil ; EXAFS fournit des informations quantifiables sur la structure à courte portée à énergies plus élevées.

• Identification des états d'oxydation
• Détermination de la géométrie de coordination
• Mesure des distances interatomiques
• Analyse de l'ordre à courte distance

Performances quantitatives
Empyrean XAS génère des données spectrales reproductibles adaptées aux analyses qualitatives et quantitatives. Une haute résolution énergétique permet une analyse fine des caractéristiques XANES (y compris les pré‑seuils) et une large plage en k facilite le raffinage EXAFS pour extraire nombres de coordination et distances. Les mesures s'effectuent en géométrie de transmission pour une quantification robuste.

Couverture élémentaire et énergétique
Les seuils pris en charge incluent les seuils K des métaux de transition de Z moyen (ex. Ti, Fe, Ni, Mo) et les seuils L des éléments plus lourds (ex. Ba, Ce). Plage d'énergie accessible : 4–20+ keV. Plusieurs seuils peuvent être enregistrés au cours d'une même expérience pour caractériser efficacement des matériaux multi‑éléments.

Capacité multi‑seuil pour matériaux complexes
La mesure séquentielle de plusieurs seuils évite les reconfigurations répétées de l'instrument, accélérant l'analyse de catalyseurs multi‑composants, électrodes de batteries, oxydes fonctionnels et alliages multie‑éléments.

• Catalyseurs multi‑composants
• Électrodes de batteries
• Oxydes fonctionnels
• Alliages multie‑éléments

Intégration à la plateforme Empyrean
Empyrean XAS s'intègre à la plateforme modulaire Empyrean. Le concept PreFIX permet des échanges rapides et reproductibles de configurations de mesure (diffraction, diffusion, imagerie, spectroscopie) avec un réalignement minimal, facilitant l'utilisation de techniques complémentaires dans un même flux de travail.

Logiciel et outils de flux de travail
Le logiciel intégré guide la configuration, l'acquisition et l'interprétation. Principaux outils de flux de travail :

• Acquisition automatisée des données
• Alignement et normalisation des scans
• Correction du détecteur et soustraction du fonds
• Ajustement pré‑seuil et post‑seuil
• Traitement spectral et curation des données

Applications
Applications typiques :

• Stockage d'énergie — suivi des changements d'état d'oxydation et de l'évolution structurale locale des matériaux d'accumulateurs
• Catalyse — caractérisation des sites actifs, états d'oxydation et voies réactionnelles
• Matériaux avancés — étude de l'ordre à courte distance, des défauts et de la structure électronique
• Sciences environnementales et géologiques — analyse des éléments traces et des transformations chimiques

Documentation
Documents disponibles :

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

Caractéristiques / spécifications techniques

• Techniques : XANES, EXAFS
• Plage d'énergie : 4–20+ keV
• Mode de mesure : Transmission
• Résolution énergétique : Jusqu'à 1,3 eV @ 8 keV
• Pouvoir de résolution : Jusqu'à E/ΔE ≈ 6150
• Bords accessibles : Seuils K des métaux de transition 3d et seuils L des éléments lourds
• Environnement : Fonctionnement à l'air ambiant
• Études operando : Pris en charge
• Temps de mesure : Minutes à heures