1、王宇飞2015年 5月 22日高压同步辐射非弹性散射技术主要 内容X-ray拉曼光谱X-ray共振散射光谱X射线拉曼散射X射线拉曼散射 （ XRSX-ray Raman scattering Spectroscopy）XRS拉曼散射是由 (深 )芯电子（ core-electron）或价带电子引发的非弹性光散射过程，高能 X射线光子将能量传给芯电子或价带电子，激发它们到未占据态，该过程类似于 X射线吸收 (XAS)。在吸收过程中转换的能量以吸收为主，散射过程中的能量包含在瑞利、康普顿、拉曼和布里渊等散射过程中。XRS是研究物质电子结构的特殊工具，如可探测原子受激态的态密度X射线拉曼散射X射线拉
2、曼散射XRS历史概括与同 期，在 1928年，和用石墨碳辐射散射得到的精细结构谱线似乎与碳 K壳层能量分布一致。但是， 19201930 年间，几个研究组都未能探得确切结果。直到 1950年 才首次报道了射线拉曼散射结果。 19641967 年间 成功的报道了固体中的 峰被展宽并出现谱带，其形状如同射线吸收谱（）。直到同步辐射光源出现后，该项工作才得到实质性的进展。因为在中，对入射光子散射的几率非常小， 需要有非常高的入射光才能探测到被散射的。X射线拉曼散射散射截面散射截面是非弹性光散射谱七个参量 ， I， ， ， ， C， P 中最不易为人们理解的，而又是最重要的参量；除 外，还有微分散射截
3、面（ d/d）和分谱微分散射截面（ d2/dds ） ，它们分别相应于：X射线拉曼散射由以上公式可看出，散射截面是与散射几率、动量和能量转换密切相关的物理量。因而在非弹性光散射中占有重要地位， XRS是非弹性 X-ray散射，其散射截面为：（ 1）式中 是汤姆逊截面，意即电磁场受到电子的散射。系统的物理信息完全由动力学结构因子 确定，它是波失 q（动量）和能量 E的函数， 包含了所有非共振电子激发，不仅含有 XRS中芯电子或价带电子激发的信息，还有等离激元，价电子集体振荡、起伏及康普顿散射等各种信息。散射截面X射线拉曼散射分谱微分散射截面之一式中 r 0 为经典电子半径， E0 ， E1 分别
4、是入、散射能量， Efi 是基态与终态之间的能量跃迁， q是动量转换， r是波函数的径向延伸。对偶极子近似（ qr）中散射截面表示式的一般近似，其指数可写成 ，则矩阵元可简化为 。若动量转换 q由光子极化矢e0 取代，则矩阵元降费米黄金定律确定，进而给出 X射线吸收谱，即用 X射线吸收谱可以确定已有的 XRS谱。X射线拉曼散射分谱微分散射截面之二X射线拉曼散射X-ray拉曼散射早期的 X射线拉曼散射仅涉及轻元素 Li， Be， C等的芯电子。被撞击出的芯电子跃入费米子表面上的导带能级后，散射辐射发生了相应的能量损失；由此产生了带结构，它相应于 K吸收谱，亦称之为拉曼带。产生 X射线拉曼散射的两个条件为：式中 re 为芯电子轨道半径或所考虑波函数径向延伸； El 为芯电子离化能。第一个条件就是动力学结构因子表示中指数用展开所满足的偶极子近似条件；条件二是确保能撞击出芯电子的物理要求。
