同步辐射XAFS实验样品的厚度/重量如何确定？选透射还是荧光？SAMPLEM4M一键解决!!
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无论μ(E)是通过透射法还是荧光法（或电子发射法）测量的，数据预处理和分析过程基本相同。可以使用XAFS方程进行分析。本节将概述数据预处理与拟合的步骤：
1、将测量的强度转换为μ(E)，可能需要修正系统测量误差，如自吸收效应和探测器时间。
2、从μ(E)中减去平滑的前边函数，以消除任何仪器背景和其他边的吸收。
3、确定阈值能量E₀，通常作为μ(E)最大导数的能量。
4、将μ(E)归一化为从0到1，使其代表1个X射线的吸收。归一化后的光谱对XANES分析非常有用。
5、去除平滑的后边背景函数以近似μ₀(E)。
6、分离出XAFS χ(k)，其中k = √[2m(E – E₀)/ħ²]。
7、对XAFS χ(k)进行k加权，并傅里叶变换到R空间。
如图下所示。展示了来自FeO的透射XAFS数据。
到目前为止，XAFS数据预处理中最“令人困惑”且容易出错的步骤是确定和去除近似于的后边背景样条函数。虽然它并不是特别困难，但需要注意的是，该函数不应去除XAFS本身，只需去除其中的极低频分量。
傅里叶变换对XAFS分析至关重要，关于它有几个重要点需要注意。从图5中首先可以看到两个明显的峰——这些对应于FeO中Fe-O和Fe-Fe的距离。因此，傅里叶变换后的XAFS可用于分离和识别不同的配位。
图1：XAFS前边扣除与归一化（上图）。首先，在边下方用一条前边线（或简单多项式）拟合光谱。边的跳跃值被近似计算，并用该值对光谱进行归一化。最终归一化后的光谱显示在下图。
这些峰对应于吸收Fe原子周围的配位球。接下来需要注意的是，第一个峰出现在1.6 Å处，而FeO中Fe-O的实际距离更接近2.14 Å。这并不是错误，而是由散射相移引起的——EXAFS的表达式包含sin[2kR + δ]项。这种相移通常约为0.5 Å左右。
傅里叶变换是一个复数函数。通常只显示其模量，如图5左侧所示。当我们使用模型拟合XAFS时，必须记住该函数同时包含实部和虚部。
图2：XAFS光谱的XANES部分（上图），以及通过导数最大值确定（左图）。这一选择具有一定主观性，因此在后续进行XAFS拟合时需要特别注意这一点。
图3：XAFS的后边背景扣除。由于我们无法直接测量孤立原子的吸收谱μ₀(E)，因此采用平滑样条函数进行近似拟合。这一步骤需要格外谨慎——若样条函数过于灵活，可能会直接拟合整个μ(E)！我们需要的样条函数应当仅匹配μ(E)中的低频成分。
图4：EXAFS χ(k)（上图）随k值增大快速衰减。通过k²加权（下图）可增强高k区域的振荡信号。底部面板同时显示了进行傅里叶变换前将作用于k²χ(k)的窗函数。
图5：傅里叶变换后的XAFS χ(R)。顶部显示模量|χ(R)|——这是最常见的观测方式。但傅里叶变换后的XAFS是复数函数，同时包含实部与虚部。底部面板展示了χ(R)的实部及|χ(R)|。
本节将通过一个实例演示EXAFS结构拟合过程。将分析前文展示的FeO数据。虽然已知该体系的预期结果，但此案例能有效说明XAFS建模原理。FeO具有简单的岩盐结构，铁原子被6个氧原子以八面体对称性包围。
基于该结构，可以计算散射振幅和理论相移。完整计算过程超出本文范围，实际通过FEFF等程序可轻松计算这些函数。计算结果以文件形式存储，包含特定配位层的散射因子和平均自由程，这些数据可直接用于多种分析程序。
获得理论散射因子后，即可将其代入EXAFS方程进行结构参数拟合。即：将计算函数f(k)、δ(k)和λ(k)用于EXAFS方程，通过调整结构参数R、N、σ2及E0使预测值与实验数据χ(k)最佳吻合。
得益于傅里叶变换，我们可选择在k空间或R空间进行拟合——后者能选择性处理特定配位层，具有显著优势。此时必须使用复数形式的XAFS信号χ(R)，而非仅用模量∣χ(R)∣。
图6：展示了对FeO第一配位层的典型拟合结果：Fe-O键长R=2.10±0.02 Å，氧配位数N=5.8±1.8，均方无序度σ2=0.015±0.005 Å2，E0位移−3.1±2.5 eV。
图7的k空间拟合图与图6共同揭示：高频成分（Fe-Fe第二配位层）占主导地位，这凸显了傅里叶变换在XAFS分析中的优势——能逐层解析配位结构。
要建模第二配位层，只需在XAFS求和中添加Fe-Fe散射项。此时需同步拟合Fe-O和Fe-Fe层的R、N、σ2及统一的E0。
需注意自由变量数量与数据“独立测量量”的关系：根据信号分析理论，最大可拟合参数数约为Nmax≈ΔkΔR/π（ΔkΔk和ΔR分别为k空间和R空间范围）。本例选取和R=1.0-3.0 ，计算得Nmax=12.7，实际使用7个变量以确保可靠性。
图8：双壳层拟合结果：Fe-O键长，氧配位数N=6.0±1.0，均方无序度；Fe-Fe键长，配位数N=11.7±1.3，均方无序度；E0=−2.1±0.8。这些数值与FeO晶体结构高度吻合。
图9：分别展示了k空间和R空间中各配位层的贡献。
虽然XAFS结构拟合看似直接，但实际分析可能涉及混合配位层或多重散射效应（光电子经多个原子散射后返回吸收原子）。这些情况需要更复杂的拟合模型。