如何处理XAFS数据?

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说明:本文针对第一次处理XAFS数据或需要XAFS对自己体系样品进行分析研究的同学,目的在于让大家快速了解到如何从XAFS数据中得到可用信息,以及对Demeter软件处理XAFS数据有一个大概的使用流程了解,让大家明白处理XAFS数据需要什么、可以得到什么,学习具体操作可以根据提示搜索往期文章。

 如何处理XAFS数据?              

DOI:10.1016/j.apsusc.2024.159718

XAS=XAFS=XANES+EXAFS
如何处理XAFS数据?

XANES是XAFS数据中可以直接观察得到信息的部分,可以说这部分信息是最直接最干脆的,只需要一个归一化加校准(不同批次的需要,同批次连校准都省了),我们就能直接读取到样品的各个信息,比如:Coordination(配位环境)、Crystallinity(结晶度)、Oxidation and edge position(氧化态与吸收边位置)、Mixed phases(混合相)、Evolution of redox state(氧化还原变化)、Ligands(配体)、Categorizing spectra(谱图分类)等,具体案例可以读这篇“全程高能!一文带你确定自己的体系如何使用XANES”,接下来也会更新顶刊中对XAFS的应用内容。

EXAFS是需要先通过①公式转换成波矢k,②对波矢进行加权操作,③傅里叶变换,将震荡信号转化成可以对比的图像,再结合标准路径对此图像进行拟合,就可以得到S02NRσ2的数据信息。

操作示意
如何处理XAFS数据?
如何处理XAFS数据?
数据导出绘图

如何处理XAFS数据?

好的第一步已经完成,XANES的E空间图像已经得到,那么接下来下一步,对E空间的能量-强度转换成波矢k。

E-K
如何处理XAFS数据?
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好的,这里要注意了,问题来咯,虽然是一组样品,但是,需要进行的加权却不一样,那么我们要结合此图重新赋值,最终让EXAFS逐渐衰减的震荡全都可以体现出来,但不要让某一部分过强。后面会出一期经验值讲解,会具体讲怎样更加合理。

K-R
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好的我们已经得到R space图像了,为什么是两张图呢?

因为plot k-weights不一样(看纵坐标),不过大家会说文献里都会放在一起啊,是的这组样品我们的关注点在横坐标(近邻原子配位半径),所以不用讨论强度,那么在导出数据后绘图绘制到一起就好了。

R数据导出
如何处理XAFS数据?

论文中R space的XAFS图就有了!接下来就需要将处理好的数据导入至Artemis中做拟合操作。

Artemis拟合流程示意
数据-模型导入
如何处理XAFS数据?

导入模型文件(cif)后,选择中心原子-Run Atoms -Run Feff得到拟合使用的标准路径。

选择拟合标准路径
如何处理XAFS数据?

选中所有标准路径进行与R space图像进行预览,确定需要使用的path。

设置拟合参数
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在设定拟合参数时,要先清楚我们的拟合目的:

1. 想得到配位数N还是振幅衰减因子S02

2. 其他拟合结果,如近邻原子半径、无序度。

拟合标准样品的目的在于得到振幅衰减因子S02,这也是下一步为了拟合得到样品的配位数必须要进行的操作。

拟合
如何处理XAFS数据?
读取拟合结果
如何处理XAFS数据?

那么到这里我们就已经完成了标准样品的拟合操作,接下来对样品数据重复上述操作(区别在于标准样品固定配位数,样品固定S02)。

好的,到了这里Demeter对于XAFS的基本处理过程就完成了,当然Demeter还有其他的功能本文不做讲解,通过以上操作,已经可以得到论文需要的图像及数据。

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本文源自微信公众号:同步辐射XAS

原文标题:《如何处理XAFS数据?》

原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/x4s3RQjTncnIdrGj5Udz8Q

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