Athena是一个用于处理XAFS数据的交互式图形界面程序,能够处理光束线上采集的大多数常规数据。
Athena通过高度可用的界面提供高质量的分析。可以对单个数据集的处理和绘图也支持大量数据进行处理和可视化。

1、数据预处理:
将原始数据转换为µ(E) 曲线
用于读取任意数据文件的文件导入插件
支持同时处理和绘制多个数据扫描
提供能量校准、数据对齐、去毛刺、平滑等操作
荧光光谱的自吸收校正
计算差异光谱
2、数据转换与分析:
将数据合并为µ(E)、归一化µ(E)或c(k)。
使用AUTOBK算法去除背景
对数比率/相位差分析
将标准线性组合拟合到µ(E)、µ(E) 的导数或c(k) 数据
进行傅里叶变换与反傅里叶变换
根据XANES数据拟合峰值函数
3、数据保存与管理:
将数据保存为µ(E)、标准化µ(E)、c(k)、c(R)或反变换c(k)
保存项目文件

Hama是一款用于同步辐射数据处理的软件,主要用于小波变换分析同步辐射 X射线吸收精细结构(XAFS)数据。
同步辐射X射线吸收精细结构(XAFS)技术,除了通过X射线吸收近边结构(XANES)和扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)获取信息外,还可通过小波变换进一步揭示材料的微观结构。小波变换提供了一种独特的三维视角,其中横轴代表K空间,纵轴代表R空间,而图像上的色彩变化则直观地反映了峰值的高度。这种分析方法不仅获得原子间的相对距离,即键长,还能在一定程度上区分原子的种类,原子序数越大,其对应的峰值在图像上越偏向右侧。

注:Athena、hama的使用过程都不能出现中文,所有文件路径不能出现中文路径
为什么要做小波变换?
EXAFS数据分析的一个基本步骤是讨论EXAFS光谱的傅里叶变换(FT)。FT的模数可以初步定性估计围绕吸收原子的配位壳层的数量和距离。然而,FT的分析是有限的,因为如果信号在一个时间点发生变化,FT会到处发生变化。
通过将无限扩展的周期振荡替换为定位的波列(小波)作为积分变换的核心,可以分析每个位置的频率,通过对小波的膨胀和平移进行分析,即小波变换(WT)。因此,WT能够解析吸收信号的k依赖性,更适合区分重量较重和较轻的散射原子,即使它们与中心原子的距离相同。

傅里叶变换向小波变换转变
如下图所示,小波显示了沿 y轴的距离信息(上),与傅里叶变换非常相似,但还显示了沿 x轴的能量依赖性。虽然小波仅显示了两个距离的两种原子类型,但细节图(右)解析了距离更远的壳层(R~2.6 Å)中的两种原子类型。

小波全局图和细节图
数据处理过程及绘图
1、用Athena打开XAFS数据,可以看到主窗口和XAFS的数据图,下面是K空间的图谱,小波变换也是用K空间数据作图。

2、点击File,选择导出K空间数据,数据可以保存为Cu.txt。

3、打开文件,将文件上方非数据以外的内容删除,只保留需要用到的数据。

4、打开hama,hama的下一步指令通过回车键完成。

5、按照下图内容输入指令。



6、hama计算后的数据在原文件夹中,将文件修改为txt格式。

7、将小波数据的txt文件直接拖入origin中。

8、选中数据后,选择等高线绘图。

9、绘图后出现的是带有“快速模式已启用”的图,将快速模式关掉,然后按照自己的作图习惯对图片进行美化。

10、最后得到一张画好的小波变换图,小波中心所代表的键,请根据数据分析标出,此数据仅为画图参考。
