RXES 和 NEXS 通常用于高压和高温下的原位研究，以研究材料在极端条件下的电子和结构变化。一项新研究在分析含铁化合物时探索了这两种技术。
德国多特蒙德工业大学的一组科学家开发了一种用于共振和非共振 X 射线发射光谱的新装置，可以在高压和高温下对含铁化合物进行原位研究 (1)。用光谱方法研究极端条件下含铁化合物中的铁具有重要意义，因为铁是地球深部地幔中最丰富的过渡金属。新装置可以帮助科学家了解地球深处的地质过程。
使用金刚石砧座的样品环境使光谱测量复杂化并导致数据采集时间长。但是，新设置的测量时间在几秒钟内，可获得可靠的自旋态分析结果。该团队通过 Kβ1,3 发射光谱在 75 GPa 下对激光加热的 FeCO 3进行成像，展示了该装置的功能，展示了该装置的巨大潜力。
冷压缩 Fe 2 O 3的 Kβ1,3 发射光谱结果揭示了两步自旋转变，其 ζ 相在 57 GPa 和 64 GPa 之间，铁在不同的铁位置处处于不同的自旋状态。通过 ζ 相到 Θ 相的相变导致电子态离域，1s2p 共振 X 射线发射光谱支持这一点。
铁以亚铁 (Fe 2+ ) 和三价铁 (Fe 3+ ) 铁的不同氧化态存在，并且可以经历从高自旋 (HS) 到低自旋 (LS) 的自旋转变，反之亦然，这取决于其局部环境和热力学条件。含铁化合物中压力诱导的自旋转变会影响许多物理和化学性质，例如声速、电导率、可压缩性、材料传输或元素分配。因此，详细了解极端条件下原位含铁化合物的电子结构对于理解和解释地球和其他类地行星内部的材料特性和化学性质至关重要。
X 射线发射光谱广泛用于确定自旋态、共价态、氧化态、电子结构和结构变化。极端条件下含铁化合物的 X 射线发射光谱的新装置为科学家们提供了一个强大的工具来原位研究这些材料的特性。这项研究发表在《分析原子光谱学杂志》 (1) 上。
X 射线发射光谱 (XES) 是一种研究材料电子结构的强大技术，尤其是过渡金属配合物和化合物。它提供有关所研究材料的价态和自旋态的信息。共振 X 射线发射光谱 (RXES) 是 XES 的变体，可以检测 X 射线吸收光谱中的特定电子跃迁。非共振 X 射线发射光谱 (NEXS) 使用不与吸收光谱中任何特定跃迁共振的 X 射线。它仍然可以提供有关材料的价态和自旋态的信息，但与 RXES 相比具有较低的光谱分辨率。RXES 和 NEXS 都常用于原位在高压和高温下研究材料在极端条件下的电子和结构变化。
