研究目的
为确定黑色二氧化钛中氧空位导致的晶格畸变性质及其在中带隙态形成中的作用，采用创新的软X射线EXAFS技术进行研究。
研究成果
研究表明，块体软X射线O K边扩展X射线吸收精细结构（EXAFS）是测定黑色二氧化钛中氧空位所引发微妙结构畸变的有效手段。该研究提出的涉及空位周围原子位移的畸变模型，能够解释观测到的原子间距与电子特性变化，从而证实了空位对提升光催化性能的作用。
研究不足
该技术可能受到腔室材料二次发射的影响，且分析假设缺陷结构完全有序，而实际黑色二氧化钛存在不均匀性。对于低原子序数元素，由于荧光概率较低，可能需要较长的计数时间。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用硅漂移探测器（SDD）在氧K边进行扩展X射线吸收精细结构（EXAFS）测试，通过过滤无关发射信号测量TiO?样品的体相原子间距，克服了传统EXAFS的局限性。
2：样品选择与数据来源：
样品包含金红石、锐钛矿及黑色二氧化钛TiO?粉末；黑色二氧化钛通过铝还原法合成。数据采集于加拿大光源REIXS光束线站。
3：实验设备与材料清单：
硅漂移探测器（SDD）、同步辐射光源、样品合成的管式炉、数据分析软件EXAFSPAK、理论计算软件FEFF和WIEN2k。
4：实验流程与操作步骤：
室温下使用SDD以荧光产额模式记录吸收谱，通过约束高斯拟合算法分离发射线，经背景扣除和傅里叶变换处理EXAFS信号提取原子间距。
5：数据分析方法：
采用EXAFSPAK软件进行样条扣除、k权重处理及理论相移/振幅函数拟合分析EXAFS数据，结合WIEN2k软件和PBEsol泛函的DFT计算模拟缺陷结构。
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获取完整内容-
silicon drift detector
SDD
Used for high-resolution fluorescence detection in soft X-ray EXAFS experiments to measure bulk interatomic distances by filtering out unwanted emissions.
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EXAFSPAK software
Software for analyzing EXAFS data, including background subtraction and Fourier transform calculations.
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WIEN2k
Software for density functional theory (DFT) calculations to model defect structures and atomic relaxations.
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FEFF
Software for calculating backscattering amplitudes and phases in EXAFS analysis.
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tube furnace
Used for synthesizing black titania samples via Al-reduction method.
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