表征氧空位，本质是探测“缺失”。XPS局限表面缺失结构信息，EPR难定量缺少化学环境细节。

氧空位的 “铁证”是什么？

同步辐射XAS仅从配位数降低、吸收边左移，就能锁定氧空位存在。它能测定元素价态、配位环境、键长、局部结构无序度在理想的金属氧化物晶体中，原子按照严格的化学计量比排列。当晶格中某个氧原子，这个空缺即被称为。

CoO材料的架构理念与催化活性增强原理。：氧空位的表征手段

X射线光电子能谱（XPS）

O1sO 1s。首先，在未被占据的氧位点上不满足信号（氧1s电子的存在）的先决条件。

2TiO的原位研究表明，还原前后O 1s光谱分布基本保持不变，这表明~531 eV的肩峰也不太可能来自氧空位附近的相邻氧位点。

由于气体分子可以优先吸附到氧空位上，表面吸附的氧物种和氧空位的浓度有时可能显示出相关性O1s谱分解为晶格氧、氧空位（间接证明）和吸附水。：氧空位（尤其是带未配对电子的）是顺磁性中心。技术通过检测未配对电子在磁场中的共振吸收信号来工作。。

EPR还可以提供关于氧空位类型和局域环境的信息。

）（b）的图谱（c）PL图谱（d）EPR图谱。DOI：利用高能电子束穿透薄样品，直接成像原子排列。缺陷。

氧空位的原子结构

正电子湮灭谱（PAS）

存在空位、空位团簇或位错等缺陷时，正电子会被此类缺陷的束缚态所俘获，从而导致正电子湮没谱发生变化（A）氧空位表征技术概述图；(B)XPS光谱；(D) 拉曼光谱； (E) 正电子寿命光谱；(F) EPR光谱。DOI：10.1002/elt2.70011。

同步辐射如何表征氧空位？

X（）及其边前峰、吸收边位移和等特征如何用于分析氧空位的存在、浓度及其引起的局域结构变化XX射线吸收近边结构（）扩展边精细结构（EXAFS）X。：边前峰位于主吸收边之前范围内出现的吸收峰，这些特征源于，提供关于吸收原子价态和配位对称性的信息。O，这可能会影响邻近原子的氧化状态和配位环境，，最终在谱图上表现出对边前峰产生影响。

射线吸收光谱的分析及其相关物理过程DOI10.1002/anie.202211949

a0不含氧空位b11（）S：个氧空位。：不同镍掺杂氧化锆的结构和晶体场分裂图如下，不同氧空位含量对应不同几何构型的镍掺杂原子S结构中（，）主要表现为四面体；在1cdS结构中（，）主要表现为八面体和三角双锥几何构型。

aS结构，无氧空位（、）S结构，一个氧空位（、）S结构，两个氧空位。：没有氧空位的情况下S）每个镍原子周围有两层氧原子，形成四面体几何结构，为铁磁配置，氧边XANES光谱显示出较强边前峰，这可以归因于O 1s。

会导致原子松弛以及随后围绕镍原子的氧壳层的变化，使得的几何形状变为三角双锥形，而保持为四面体形。此时，仍为铁磁配置较稳定，氧边XANES光谱显示与单个空位情况相比，边前峰的强度有所降低。

时，两个镍原子和Ni2分别呈现出扭曲的八面体和三角双锥形几何形状，并且在基态下发生反铁磁耦合。

K在该体系一定的范围下表现出随着氧空位数量的增加，边前峰逐渐减小。

的K边模拟XAS谱图DOI10.3762/bjnano.13.85

吸收边如何表征氧空位？

X，主要用于元素识别和化学价态分析。

吸收原子的氧化态越高，其原子核对内层电子的束缚能越强，导致吸收边的能量位置向高能方向移动一般比较时通常取横坐标：，同时也需要注意该位置是否受到吸收边的影响。此外，需要注意的是，并非所有元素都遵循该规律，部分元素会出现相同价态对应不同的吸收边位置，具体需要结合该体系的化学结构和其他研究人员的工作结论。

Fe位点催化剂（3+）的表征。：从电荷角度看，一个氧原子（）的离去会留下两个电子，为了维持体系的电中性，这两个电子通常会被束缚在空位附近或转移给邻近的金属阳离子，使其发生价态还原。即。

CMOCMO/S-300然而，在XANES光谱的上升边位置检测到明显的能量偏移，处理后的吸收边被偏移了约的较低能量，Mn。此外，该偏移并不多，表明只有部分（IV）被还原了。

aCMO/S-300EXAFSCMO傅里叶变换（）减弱的峰强度可以归因于CMO/S-300的表面结构紊乱以及锰原子周围最近邻氧原子在硫处理过程中的减少。这些XANES结果清楚地表明。

aMn KEMn KKbCMORDOI10.1002/aenm.201800612

EXAFS如何表征氧空位？

X：从近边区结束后延伸至边后约1000 eV的区域，提供关于吸收原子周围配位原子的种类、数量和距离等定量结构信息氧空位（O–当晶体中出现氧空位时，邻近原子失去部分配位的氧原子，导致最近邻原子‑氧配位数的降低由于氧空位的产生往往伴随局部晶格收缩，所以可能同时致使近。

OCoO、O34Co K10.1021/jacs.0c00257

34V-CoO的振荡函数、图像相似1.5随后在2.5埃和3.1埃处的两个单独的峰分别分配给Co（八面体位的）和Co（四面体位的）到它们相邻金属原子的径向距离。

CoO(A)V-CoO(B)Co Kk加权。：工况下34和O34在边相应的拟合。：根据空间拟合所得的配位数和键长数据V-CoO相较于34Co-OCo-O表34V-CoOFT-EXAFS