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x선 흡수 분광법의 최근 발전(Recent advances in x-ray absorption spectroscopy)

전문가 제언: □ Siegbahn 등은 광전자 분광법(photoelectron spectro- scopy)에 대한 공헌으로 1981년에 노벨상을 받았다. 여기서 UV광이 사용되면 자외선 광전자 분광법(UPS), X-선이 사용되면 X-선 광전자 분광법(XPS)이 된다. 그 후 X-선을 사용한 가장 유용한 분광법은 de Broglie에 의해 발명된 X-선 흡수 분광법(XAS)이다. 1913년에 de Broglie는 최초로 흡수 끝(absorption edge)의 관찰을 발표했다. 이 XAS는 흡수-끝 근처냐 흡수끝 약 50eV 이상 확장된 X-선 범위냐에 따라서 각각 NEXAFS(또는 XANES)와 EXAFS로 구분되며 사용되어지는 분야에 따라서도 많은 명명들이 있다.

□ X-선의 에너지 선택가능성은 특성 흡수-끝들로 가변하게 하는 XAS는 원소 특성이다. 모든 원소들은 특성 흡수-끝들을 갖기 때문에 고체, 액체, 기체, 질서, 무질서 결합 등 어떠한 형태에 관계없이 분석하고자 하는 시스템에 포함된 원소들의 흡수-끝만 서로 겹치지 않으면 결합길이, 배위수, 산화상태, 결합각, 결합성, Debye-Waller 인자 등 거의 모든 원소들을 포함하는 모든 물질들의 만능 분광 분석기에 해당한다.

□ ALS, APS, BESSY Ⅱ, Elettra, ESRF, SPring-8 등 제 3세대 싱크로트론 방사 장치들이 가동되기 시작한 1990년대 중반에 위글러(wiggler)와 언듈레이터(undulator) 같은 삽입장치들이 사용되기 시작되어 우수한 통계와 고 에너지 분해능을 갖는 X-선 흡수 스펙트라의 측정을 가능하게 하였고 제 4세대 싱크로트론 장치들의 개발전망과 함께 순이론적 계산들을 결합한 XAS 분광법의 응용성은 방대하여 그 예측을 불허한다.

□ XAS의 최근 발전에서는 원자와 분자 피흡착질들의 표면물리학과 초박막 3d, 5d층과 희토류 결정의 자기성을 예로 들어 그 발전을 주로 리뷰 했다. 그러나 고체화학, 고체물리, 기타 무기물질과학 연구개발에 필수적인 최 고성능 장비이다. 최근에는 유기화학에도 그 활용성이 날로 증가하며 특히 단백질　구조분석 등 생화학과 의약품 구조분석과 신 약품 디자인에도 활용되며 나노-구조 분석에도 이용된다. 따라서 XAS는 일반 물질과학과 최첨단 BT와 IT를 포괄하는 필수불가결의 고성능 장비로 더 많은 이용자들의 빔-라인 활용을 권장한다.

저자: Wende, H
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