同步辐射XAFS数据处理一e测试

推荐使用微信扫码登录/注册

使用微信扫码，一键绑定微信，可更快速更及时
更方便的获得订单相关信息与优惠活动

同步辐射XAFS数据处理

2022-11-18 17:01:08 0 634

XAFS数据处理

通过对样品进行XAFS实验，能够从采集的谱中得到目标原子局部的微观结构，如原子间距、近邻原子的数量及种类，样品无序度等结构信息。XAFS谱中不能够直接取得吸收原子的近邻结构参数，而是需要通过一系列复杂计算和处理步骤才能够得到这些参数。XAFS图谱的数据处理流程主要包括：噪音去除、扣除背景、数据的归一化、k 空间变换、傅里叶变换、反傅里叶变换、曲线拟合等七个步骤。

1、噪音去除：在对样品材料进行测试时，由于光路系统自身存在抖动、机械运动不协调、镜面光滑度有缺陷等因素，造成系统噪音的存在，另外由于样品对 X

射线也会产生散射、衍射。这些因素都会对XAFS谱的采集产生不利影响。因而，通常对噪音点做直接去除和使用样条函数对假信息进行多项式拟合处理来消除干扰。

2、扣除背景：EXAFS主要重视的是吸收边后的数据，对于吸收边前的数据就需要首先进行背景的的扣除。目前最常使用的方法是外推法，其通过运用维克多林公式(Victoreen)μ_ν(E)=CE^-3-DE^-4来拟合吸收边前的吸收曲线。并进一步地外推扩展到吸收边后，从而实现对本底部分的背景进行扣除。

3、数据的归一化：对于不同样品在采集数据时，由于采集设备、采集数据模式、入射光强度、样品厚度等因素的不同，造成不同样品的XAFS振荡信号强度有所不同，而不具有可比性。为了让不同样品的数据能够进行对比，就需要对其进行归一化处理，统一为单个吸收原子的吸收系数。

4、k空间变换：根据 EXAFS 的震荡函数式，EXAFS 的信号随着 k 值的增加而快速的衰减，这点对高k值的处理非常不利，而高k值的震荡信息包含非常多的结构信息。另外公式中还存在k^-1因子，由于有 f_i(k)对k的影响，通过乘上kⁿ后就能够基本消除这两个干扰因素，从而让EXAFS震荡信号变得比较均匀。对于n取值，与吸收原子的种类和原始数据的信噪比相关，具体取值需要从数据的kⁿχ(k)-k 曲线的实际情况来判断。

5、傅里叶变换：从χ(k)函数看出，其是由各配位壳层对散射波的共同作用叠加形成。不同配位壳层对EXAFS振荡信号的贡献不一样。通过将各个壳层对 EXAFS的贡献从公式中分解出来，就能够获取各个壳层单独的信息。使用傅里叶变换能够很好地将波矢空间数据转换到R空间。从R空间谱图中，能够直观地看到各壳层贡献以及近邻原子的径向分布情况。

6、反傅里叶变换：之前将数据变换到R 空间后，已经将各壳层的信息分离出来，

通过反傅里叶变换能够提取某个特定壳层信号用于研究，进而通过下一步拟合操作得到相应结构参数。

7、曲线拟合：前面的反傅里叶变换已经提供了各壳层单独的震荡信号，通过从标样中获取了相移和振幅等参数信息，进一步将这些参数代入EXAFS的 χ(k)震荡函数中，通过对各个参数的不断拟合，将其与实验中测得的谱进行对比，当两者之间差异很小的时候，就能够拟合得到各个壳层的配位原子数量、种类、无序度、能量偏移、中心原子与配位原子间的距离等参数。

参考文献

[1]梁育林. 功能化UHMWPE纤维对重金属元素的吸附研究[D].中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所),2020.

本文为e测试综合整理，未经允许，禁止转载！