XAFSとはX線吸収微細構造のことで、英語でX-ray Absorption Fine Structureの頭文字をとっています。X線と聞くと病院のレントゲン写真や空港の手荷物検査をイメージするかと思います。しかし、科学では物質の構造を明らかにしたり、元素の濃度を測定したりすることに使われています。X線は1895年にレントゲン（Wilhelm Conrad Rontgen; 1845-1923）によって発見され、その後1912年にラウエ（Max Theodor Felix von Laue; 1879-1960）が結晶によるX線回折現象を発見し、電磁波であることが明らかとなりました。電磁"波"ということは波であり、波長（波打ちの幅）によってエネルギーが異なります。

　物質にX線が当たると、(i) 物質を透過するX線、(ii) 屈折したり反射するX線、(iii) 蛍光を発するX線の３種が生じ、それぞれ、透過X線、散乱X線、蛍光X線と呼ばれています。このうち、散乱X線は結晶構造を、蛍光X線は元素の濃度や物質の極表面の状態を調べるのに使われ、透過X線は物質の密度や元素の状態を調べるのに使われます。以下では主に透過X線について説明します。

　物質に当たる前のX線（入射X線）と透過X線の強度の比を吸光度と呼び、物質にX線が当たると、物質を構成する原子によってX線が吸収されることで吸光度が増加します。ここで、I0は入射X線、Iは透過X線の強度です。吸光度が急激に増加する所を吸収端と呼び、原子核の周囲にある電子が、外側の電子軌道に移れるエネルギーを吸収します。移動する電子がK殻にあればK吸収端、L殻にあればL吸収端と呼びます。

　次に、吸収端付近でもっと細かくエネルギーを変化させてみましょう（右図）。すると、吸収端の直後にギザギザと波打つような構造が確認されます。このように、X線が吸収した際に現れる微細な構造をX線吸収微細構造（XAFS）と呼びます。XAFSスペクトルは、エネルギー領域によってX線吸収端近傍構造（X-ray Absorption Near Edge Structure: XANES）と、広域X線吸収微細構造（Extended XAFS: EXAFS）に分けられます。XANESは吸収端の前後50 eV程度の領域で、EXAFSは吸収端から1000 eV程度までの領域です。XANESとEXAFSでは波打ち構造の原因が違い、それゆえ得られる情報も異なります。