EXAFS

sigla dell'inglese Extended X-ray Absorption Fine Structure, con la quale si indica una tecnica spettroscopica usata per studiare in maniera dettagliata la struttura dei solidi. La tecnica si basa sull'analisi delle bande spettrali di assorbimento prodotte bombardando con raggi X il materiale in esame. Tali spettri constano di vari picchi, dovuti all'assorbimento della radiazione da parte degli elettroni più interni (cioè più strettamente attratti dai nuclei atomici), che vengono espulsi dall'atomo. Anziché analizzare l'energia cinetica degli elettroni espulsi (ciò che viene fatto nella spettroscopia di fotoelettroni), l'EXAFS si occupa di studiare lo spettro di assorbimento della radiazione (al variare della energia della radiazione incidente) e, in particolare, della struttura secondaria (fine), cioè delle bande che si osservano nelle vicinanze dei picchi principali, a energie maggiori. Tali bande sono dovute all'interferenza tra l'onda associata all'elettrone emesso (fotoelettrone) e quella prodotta dalla stessa onda in seguito ai processi di retrodiffusione che essa subisce quando raggiunge gli atomi che circondano l'atomo da cui è stato emesso il fotoelettrone. A seconda che l'interferenza sia distruttiva o costruttiva, si registra una diminuzione o un aumento dell'assorbimento della radiazione X, con conseguente formazione delle bande. Poiché il fenomeno dipende dal numero, dalla natura e dalla posizione degli atomi interessati, dall'analisi delle bande è possibile ottenere molte informazioni sulla struttura del solido a livello atomico. Sebbene questi aspetti siano noti, dal punto di vista fenomenologico, da molti decenni, solo con la completa comprensione teorica del processo, con lo sviluppo del metodo della trasformata di Fourier per analizzare gli spettri e con la disponibilità di sorgenti di raggi X di elevata intensità (soprattutto la radiazione di sincrotrone) è divenuto possibile sfruttare appieno le notevoli potenzialità dell'EXAFS, che ha così raggiunto una certa diffusione in ambito scientifico e tecnologico. In una variante della tecnica (SEXAFS, dove la S sta per Surface), anziché studiare la struttura fine del picco di assorbimento, si analizza l'intensità degli elettroni emessi per effetto Auger, ottenendo informazioni sulle regioni superficiali del solido, piuttosto che sul bulk.