一文搞定同步辐射数据处理—线性组合拟合LCF

说明:本文华算科技介绍了同步辐射XAFS线性组合拟合LCF)的基本原理、操作步骤及应用,适用于对材料组分进行定量分析,强调标样选择与数据质量对结果的重要性。

XAFS Linear Combination Fitting(LCF,线性组合拟合)是一种常用于组分定量分析的方法。

该方法通过将未知样品的光谱表示为若干个已知标准物质光谱的线性叠加,每个参考样品代表一种特定的化学状态或组分,其光谱特征是明确且已知的,调整这些参考光谱的权重系数,使它们的线性组合尽可能地拟合实验测得的样品光谱,从而推断样品中各组分的种类及其相对含量。

组分定量分析适合充分了解材料组成,并且能采集到组成成分的标样数据。对于同一批样品的XAFS数据,可以通过LCF拟合对其中组分的变化进行定量,解读材料信息。

LCF 假设实验测得的XAFS光谱可以表示为:

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μ(E):未知样品的光谱;

μi(E):第 i 个标准物质的光谱;

ci该标准物质在样品中的比例(权重),通常要求ci=1;

ε(E):拟合残差。

本次使用数据为XAS Education by bruceravel网站提供的样品数据

功能介绍
一文搞定同步辐射数据处理—线性组合拟合LCF

Standards:标准样品数据

Plot weighted components:在绘图时,展示加权组分

Plot residual:显示残差

FIT range:取决于数据质量以及想考量的 XANES feature 要多少,主要是保证在 E0-50 eV 到 E-+150 eV 以内就行。

Fit this group
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在做拟合时不同批次测试的样品需要先校正能量,再进行拟合。

如果数据质量欠佳,可以手动添加一些噪音。

查看拟合结果
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点击save fit as colum data保存数据,可以导入origin绘图。

Fit marked groups
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勾选一组需要拟合的样品,点击Fit marked groups,在Sequence中可以得到如图所示的拟合数据,选择相应data就可以看到相应的拟合数据。

查看组分变化信息
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点击Plot components fit sequence,可以得到各组分与样品的变化关系,可以清晰地看到那个组分含量在升高与降低,通过此方法处理原位数据,可以清晰的解读XANES的变化信息。

点击Save fit sequence report as an Excle file导出数据,就可以在origin中作图了。

Fit all combinations
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通过软件自动对参考谱图组合,对样品进行尝试性拟合,点击查看不同参考谱图组合拟合后额效果,结合物理意义选择更合适的参考谱图,可以用来筛选参考数据组合。

注意事项:

采取LCF分析需要充分了解材料组成,并且能采集到组成成分的标样数据。

LCF的准确性依赖于参考光谱的质量和选择。参考光谱必须具有高分辨率和高信噪比。如果参考光谱的来源不可靠或与实际样品条件不匹配,会影响拟合结果。

LCF假设样品的XAFS光谱是参考光谱的线性组合,但在某些情况下,样品中可能存在非线性效应,如协同效应或化学键合变化,这些效应可能导致拟合结果偏离实际情况。

组分定量分析适合充分了解材料组成,并且能采集到组成成分的标样数据。

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