用桌面飛秒軟X射線觀察兩側的分子

X射線光譜學可以直接了解化學鍵的性質，從中可以了解化學反應的結果。為此，主要研究實驗室開展了X射線源開發和新測量方法實施的緊張活動。MBI的研究人員現已成功地將基于桌面激光的極端高次諧波源與水幕中的短脈沖軟X射線吸收光譜結合在一起，采用了新穎的flatjet技術。他們是第一個證明水溶液中有機分子中碳和氮原子同時探測的人。

X射線吸收光譜(XAS)監測具有元素特異性的未占用電子軌道，從中可以得到電子結構。對于大多數有機分子而言，軟X射線光譜區域(100-1000 eV)是相關的，因為低Z元素(C，N和O)的K邊緣躍遷和3d金屬的L邊緣在那里找到。XAS通常在大規模設施中進行，例如存儲環或自由電子激光器。迄今為止，基于桌面激光的光源僅被稀疏地用于探測純材料，例如金屬和有機薄膜。到目前為止，尚未報道在稀水溶液中測量有機分子的碳或氮K邊緣。

MBI的研究團隊現已開發出一種明亮的飛秒軟X射線脈沖源，利用極端高次諧波生成過程。采用放大的Ti：藍寶石激光系統產生的長波長(1.8μm)驅動脈沖用于產生遠高于傳統光譜范圍的高次諧波，即現在可以擴展到450 eV。他們將這種來源與在真空條件下完全發揮作用的液體噴射技術相結合。現在可以在200-540eV的所謂水窗區域內測量有機分子和無機鹽在薄(~1μm)水溶液片中的穩態吸收光譜。特別地，該技術使得能夠在分子內的碳和氮位點同時進行局部探測。

該研究代表了用飛秒軟X射線光譜系統研究溶液相分子系統超快速重排的重要一步。預計可以獲得對化學和生物學中的超快電荷傳輸過程和光誘導反應的新見解。