反常小角X射线散射中共振曲线的精准测定新方法

为解决反常小角X射线散射(ASAXS)中自由原子散射因子与凝聚态体系不匹配的问题，研究人员通过吸收边附近的X射线吸收谱测量结合Kramers-Kronig关系，建立了共振元素原子散射因子的实验测定方法，并修正了负共振散射曲线的分析误区。该研究以氙在纳米多孔硅膜中的吸附和铁掺杂硅酸盐玻璃中磁铁矿/赤铁矿析出为例，为凝聚态物质结构解析提供了更精准的ASAXS数据分析范式。

　　

在反常小角X射线散射(Anomalous Small-Angle X-ray Scattering, ASAXS)领域，共振元素原子散射因子的测定一直依赖自由孤立原子的理论数据表，这与实际研究的凝聚态体系（如固体、液体或软物质）存在本质差异。研究团队创新性地提出解决方案：通过测量吸收边附近的X射线吸收谱，运用数学物理中的Kramers-Kronig关系（即希尔伯特变换），直接从实验数据中提取共振元素的原子散射因子。

这项研究还揭示了ASAXS数据分析中一个长期被忽视的现象——部分或完全负值的共振散射曲线。通过重新审视数据处理的基本假设，团队建立了更可靠的数据解释框架。为验证该方法，研究人员开展了两项典型实验：在氙(Xe)吸收边附近研究氙在纳米多孔硅膜中的物理吸附行为，以及分析铁掺杂钠钙硅酸盐玻璃中磁铁矿(Fe₃O₄)/赤铁矿(α-Fe₂O₃)的沉淀过程。这些案例不仅证实了新方法的可靠性，更为复杂凝聚态体系的结构解析提供了标准化研究范式。

图形摘要生动展示了这一技术路线：通过样品吸收测量结合Kramers-Kronig关系，实现了ASAXS数据的精准解读。该成果将显著提升同步辐射技术在材料科学、纳米技术和生物物理等领域的应用价值。