
导师要你自己处理XAS数据,咋办嘛?还能咋办,进来学!看完就会,但不看你一定不会。本次使用数据为Bruce ravel提供的数据XAS-Education-d999350-Fe standards,本文为将简介描述使用Athena&Artemis处理XAS的一般步骤以及可以得到的结果,相信小白看完后就知道从哪个部分得到导师要求得到的数据了。
先别问为啥没有详细的操作步骤,先看指南明确自己的目的,再看后续发的操作步骤,会分为Athena部分和Artemis部分分别教学,你就学吧,一学一个不吱声。
Athena和Artemis从哪来?
 
下载后全英文路径安装,你就会得到Athena(数据归一化-FT变换);Artemis(数据拟合);Hephaestus(手册)
练手数据从哪来?
 
这次使用的哪个数据?

这个数据导入Athena后啥样子?这样子

想判断价态是看哪里?看归一化后的E space

想判断吸收原子周围的近邻原子距离(键长)看哪里?先看R space图像再看拟合结果
 
R space图像怎么来?
数据导入后先进行归一化处理,然后将E数据转化为波矢k,再将波矢函数做对应加权放大,最后做傅里叶变换到R space。

E space可以得到价态信息,R space可以得到吸收原子与近邻原子距离(键长),k和q怎么就跳过不讲了?
K是将E space中EXAFS部分的能量数据转化成波矢曲线,通过加权放大微弱部分,得到一个相对平衡的震荡数据,此部分操作可以看出数据质量好坏判断可用的EXAFS部分,以及将逐渐衰减的震荡做放大,使这部分数据经过变换后更加明显。如图所示对波矢震荡部分通过加权放大

R space不是可以得到吸收原子与周围近邻原子的距离(键长)吗,我直接用这个结果行吗?不行,R space经过变换后还包含噪音数据,哪怕经过相位校正后数据也是只可以分辨趋势,不能读取详细结果的,R space一是初步判断样品键长,二是为了判断拟合所需要的标准路径,当拟合结果达不到理想状态时还需要回来重新处理R space图像的,所以是未定的。

OK,最后的拟合可以得到什么信息?
拟合可以得到近邻原子数量N/振幅衰减因子S02;能量偏移ΔE;吸收原子与周围近邻原子距离(键长)R;无序度σ2
 
为什么近邻原子数量N/振幅衰减因子S02是或的关系?
得到的N是准确结果吗?S02一般用多少?
N和S02是耦合在一起的,确定其中之一才能计算另外一个;通过确定S02得到N的结果是相对准确的;S02一般采用单质foil计算得出,因为foil的配位数N是已知的,将这个S02带入样品数据后可以计算出样品的N,所以上一个回答是“相对准确”而非绝对准确。

必须使用foil的S02来做拟合吗?
不一定,因为foil数据比较容易获得,且S02与吸收原子强相关,与配位原子弱相关,多以大部分拟合都使用foil来计算S02,也有研究人员认为应该采用与样品配位类似的已知结构数据来计算S02,当然,对于同一组样品要使用同一个S02来计算哦。
这个就不配图了!
每个元素的S02有没有固定的值?
没有哦,S02还和光源有关呢,我记得有学者研究过在不同线站测试同一个样品,拟合结果后的S02相差很大,不过S02有一个典型值为0.7-1.05之间,至于为什么会超过1,是因为FEFF6中计算标准path的amplitude会偏小,所以会出现S02 大于1的情况,前面这句话想必你看了也没明白,但会认为大于1违反物理意义,你就权当软件的计算误差吧。
这个也不配图了!
无序度σ2是个什么东西?
确实不是个东西!无序度因子也成为徳拜-沃乐因子,由静无序和热无序组成,是描述近邻原子与吸收原子位置关系的一个参数,一两句也说不明白,看下图。

行了,指南就到这吧,说得再多也得先学数据处理再说不是,接下来会以Fe样品为例子处理一遍,先学着复刻操作,关注下后续两篇文章!
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