XAFS分析-ATHENA軟件介紹課件

XAFS數(shù)據(jù)分析：ATHENA

閆文盛

ywsh2000@中國科大國家同步輻射實驗室

2013年11月08日上海XAFS數(shù)據(jù)分析：ATHENA閆文盛ywsh2000基本內(nèi)容ATHENA簡介EXAFS數(shù)據(jù)處理在ATHENA的作圖EXAFS數(shù)據(jù)預(yù)處理簡單應(yīng)用軟件演示基本內(nèi)容ATHENA簡介催化劑太陽能電池光電自旋電子學(xué)熒光粉技術(shù)生物成像信息存儲

尺寸依賴性形貌依賴性電學(xué)光學(xué)磁學(xué)激光

XAFS技術(shù)特點元素分辨性微觀結(jié)構(gòu)敏感性樣品無特殊要求激光微觀結(jié)構(gòu)催化劑太陽能光電自旋電熒光粉生物成像信息存儲尺吸收譜的區(qū)域劃分邊前區(qū)（Pre-edge）：-200至-20，本底吸收近邊區(qū)（XANES）：-20至30，X射線吸收近邊結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)邊區(qū)（EXAFS）：-20至30，擴(kuò)展X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)吸收譜的區(qū)域劃分邊前區(qū)（Pre-edge）：-200至-20數(shù)據(jù)處理的目的數(shù)據(jù)處理的目的

ATHENA簡介雅典娜帕米賈尼諾油畫ATHENA/ifeffit/Downloads

ATHENA簡介/ifef雅典娜是IFEFFIT軟件中的一個獨(dú)立程序包雅典娜是一個處理EXAFS數(shù)據(jù)的專用工具

具有互動、即時圖形顯示特點雅典娜可以直接處理在一些常用的光束線上采集的實驗數(shù)據(jù)雅典娜可以處理單組數(shù)據(jù)也可以同時處理多組數(shù)據(jù)

精確控制數(shù)據(jù)處理、繪圖ATHENA簡介只能安裝在英文路徑之下，輸入和存儲的文件只能是英文雅典娜是IFEFFIT軟件中的一個獨(dú)立程序包將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成μ(E)曲線同時處理單個和多組數(shù)據(jù)校準(zhǔn)能量平滑μ(E)數(shù)據(jù)自動背底扣除（AUTOBK）線形擬合XANES和EXAFS數(shù)據(jù)對XANES的邊前峰進(jìn)行初步分峰擬合具有工程文件-----------------

ATHENA簡介基本功能將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成μ(E)曲線ATHENA

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ATHENA簡介

圖1:圖形顯示窗口數(shù)據(jù)處理過程中,不能關(guān)閉此窗口ATHENA簡介圖輸入了數(shù)據(jù)的athena主窗口

ATHENA簡介輸入了數(shù)據(jù)的athena主窗口XAFS數(shù)據(jù)處理求-E曲線邊前扣除和歸一化背底扣除

E→k轉(zhuǎn)換求(k)及加權(quán)和加窗快速Fourier變換Fourier濾波XAFS數(shù)據(jù)處理求-E曲線-E曲線

透射

熒光-E曲線透射熒光數(shù)據(jù)輸入圖3在Athena中讀入實驗數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸入圖3在Athena中讀入實驗數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸入:透射模式第二列為能量第三列為前電離室信號I0第四列為后電離室信號I1mu=In(I0/I1)數(shù)據(jù)輸入:透射模式第二列為能量第三列為前電離室信號數(shù)據(jù)輸入:熒光模式（熒光電離室）第二列為能量第三列為前電離室信號I0第四列為熒光信號Ifmu=In(If/I0)數(shù)據(jù)輸入:熒光模式（熒光電離室）第二列為能量第三列為數(shù)據(jù)輸入:熒光模式（固體探測器）合肥XAFS站七元鍺固體探測器的數(shù)據(jù)第二列為能量第三列為前電離室信號I0第四,五，六，七，八，九，十列為熒光信號If不可用數(shù)據(jù)輸入:熒光模式（固體探測器）合肥XAFS站七元鍺固體探測將每一個元的數(shù)據(jù)作為單獨(dú)的輸入數(shù)據(jù)輸入:熒光模式（固體探測器）將每一個元的數(shù)據(jù)作為單獨(dú)的輸入數(shù)據(jù)輸入:熒光模式（固體探測器多次掃描數(shù)據(jù)分兩步進(jìn)行：校準(zhǔn)能量合并數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸入：多次掃描多次掃描數(shù)據(jù)分兩步進(jìn)行：數(shù)據(jù)輸入：多次掃描校準(zhǔn)能量數(shù)據(jù)輸入：多次掃描校準(zhǔn)能量數(shù)據(jù)輸入：多次掃描合并數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸入：多次掃描合并數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸入：多次掃描邊前扣除和歸一化邊前扣除和歸一化扣除本底的方法很多，例如迭代低次多項式、正交多項式、傅立葉變換過濾法、外推法等等。一般使用外推法，應(yīng)用維克多林公式（μ(λ)=Cλ3-Dλ4）擬合吸收邊前的吸收曲線，將它延長到吸收邊以后，作為本底部分扣除。當(dāng)然也可以使用多項式法分別擬合邊前邊后兩部分?jǐn)?shù)據(jù)，作為本底扣除。歸一化扣除本底的方法很多，例如迭代低次多項式、正交多項式、傅立葉變歸一化的原因：由于設(shè)備、數(shù)據(jù)采集模式、入射光強(qiáng)度、樣品厚度等等的不同，一系列的原始數(shù)據(jù)的吸收譜記錄下來的吸收強(qiáng)度會有所不同，不具有可比性。為了對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，需要將它們歸一化，統(tǒng)一成可比數(shù)據(jù)。歸一化的目的：是研究一組數(shù)據(jù)的區(qū)別和聯(lián)系，單獨(dú)對某一數(shù)據(jù)的歸一化并無實際意義。歸一化的方案：不唯一，例如可以在邊后選取兩點，其連線與吸收邊的交點定為1，或者取邊后兩點，計算這一段數(shù)據(jù)圍成的面積（以該段數(shù)據(jù)最低點作x軸平行線為該圖形的底），然后找到將這個圖形面積一分為二的橫線，定其縱坐標(biāo)為1。歸一化歸一化的原因：由于設(shè)備、數(shù)據(jù)采集模式、入射光強(qiáng)度、樣品厚度等對于一般的測量數(shù)據(jù)來說，通過程序中缺省的參數(shù)都可以進(jìn)行很好的歸一化和本底扣除對于信噪比較差、白線峰較高以及出現(xiàn)了鄰近的另一個吸收邊的數(shù)據(jù)，需要我們改變程序中相應(yīng)的參數(shù)來進(jìn)行合理的歸一化和本底扣除歸一化在ATHENA中：對于一般的測量數(shù)據(jù)來說，通過程序中缺省的參數(shù)都可以進(jìn)行很好的歸一化

在athena中歸一化的參數(shù)歸一化

(左)具有邊前和邊后延長線的Cufoil吸收曲線μ(E)(右)歸一化的Cufoil的吸收曲線μ(E)歸一化(左)具有邊前和邊后延長線的Cufoil吸邊后歸一化范圍選擇不當(dāng)帶來的影響：歸一化

(左)歸一化范圍選擇不當(dāng)?shù)腂aTiO3

譜(右)相應(yīng)的歸一化BaTiO3

譜TiKedgeBaL3edgeBaTiO3邊后歸一化范圍選擇不當(dāng)帶來的影響：歸一化

(左)在水合鈾的吸收譜中選擇了不同的歸一化范圍(右)歸一化后吸收譜之間的比較歸一化UL3edge42eV75eV影響對U化學(xué)價的判斷(左)在水合鈾的吸收譜中選擇了不同的歸一化范硫醇樹枝狀大分子弱相互作用得到電子強(qiáng)相互作用失去電子歸一化AuAu硫醇樹枝狀大分子弱相互作用得到電子強(qiáng)相互作用失去電子

含有鈾和釔的沉淀物歸一化YKedgeUL3edge邊前范圍的不當(dāng)選取扭曲臺階高度和XAFS信號

背底扣除背底扣除背底扣除背底扣除背底扣除背底扣除背底扣除輸入了fe.300數(shù)據(jù)的athena界面Rbkg參數(shù)的影響背底扣除輸入了fe.300數(shù)據(jù)的athena界面背底扣除

(左)fe.300的吸收譜和背底函數(shù)

(右)fe.300的χ(k)曲線.(下)

fe.300的χ(R)曲線背底扣除(左)fe.300的背底扣除利用不同Rbkg（0.2和1）獲得的χ(R)和χ(k)的比較紅色Rbkg=0.2藍(lán)色Rbkg=1Rbkg=0.2背底扣除背底扣除紅色Rbkg=2.5藍(lán)色Rbkg=1

利用不同Rbkg（1和2.5）獲得的χ(R)的比較Rbkg通常選擇為第一近鄰配位殼層的一半為好！Rbkg=2.5疊加了一個低頻信號背底扣除紅色Rbkg=2.5K-weight對背底扣除的影響對信噪比較好的數(shù)據(jù)：K=2，3較好對信噪比較差的數(shù)據(jù)：K=1較好

在背底扣除中k-weight參數(shù)K-weight對背底扣除的影響對信噪比較好的數(shù)據(jù)：K=2在噪音較大的數(shù)據(jù)中，當(dāng)k-weight為3時獲得的背底函數(shù)背底扣除在噪音較大的背底扣除

在背底扣除中K的不同取值范圍對Aufoil的χ(k)曲線的影響背底扣除在背底扣除顯示了額外背底參數(shù)的athena主窗口背底扣除

E至k空間轉(zhuǎn)換

E至k空間轉(zhuǎn)換E至k空間轉(zhuǎn)換得到χ(k)之后，還要對其進(jìn)行加權(quán)變換。公式中的散射振幅Fj（k）在高k部分基本上反比于k2，由此可以看出，EXAFS信號的振幅隨著k的增加衰減的很快，這對高k部分的數(shù)據(jù)處理非常不利。高k部分的振蕩包含了極多的結(jié)構(gòu)信息，為了補(bǔ)償這一損失，常用kn去乘χ(k)，kn是一個權(quán)重因子，隨著k的增加，權(quán)重因子以指數(shù)形式增長。E至k空間轉(zhuǎn)換得到χ(k)之后，還要對其進(jìn)行加權(quán)變換。公式中的散射振幅Fjn取1，2，或3，它不僅與吸收原子、散射原子種類有關(guān)，而且與具體體系有關(guān)，與原始數(shù)據(jù)信噪比有關(guān)，要依據(jù)knχ(k)－k曲線的情形來判斷。通常可以依據(jù)吸收原子的原子序數(shù)來定。1979年，Lee等人提出一個建議：在原子序數(shù)Z<36，36<Z<57及Z>57三種情況下，n分別取3，2，1。公式中本身就還有1/k因子，由有Fj（k）對k的影響，乘上k3后就基本消滅了這兩個使振幅隨k增大而變小的因素，使EXAFS信號的振蕩比較均勻。此外，EXAFS受化學(xué)效果的影響主要表現(xiàn)在低k部分，加權(quán)可以很大程度上抹去這種影響的效果E至k空間轉(zhuǎn)換E至k空間轉(zhuǎn)換快速Fourier變換

Fourier變換的參數(shù)選擇快速Fourier變換可以看出，χ(k)是由不同Rj處各配位層對散射波的共同調(diào)制疊加形成的，從公式可以看出，χ(k)是對各殼層χj(k)的求和。它不僅是k的函數(shù)，也是Rj的函數(shù)，不同Rj處的配位層對EXAFS振蕩的貢獻(xiàn)不同?？梢韵胂?，將各Rj配位層對EXAFS的貢獻(xiàn)求出，即從公式中分解出各個殼層單獨(dú)的信息ρ（Rj）（即確定Rj對k積分），作ρ（R）－R圖，則各配位殼層對應(yīng)的Rj位置上必然有所表示，而其它R處只有本底。這種ρ（R）－R圖表征的函數(shù)稱為徑向結(jié)構(gòu)函數(shù).快速Fourier變換可以看出，χ(k)是由不同Rj處各配位層對散射波的共同調(diào)制疊以Cu的χ(k)和χ(R)函數(shù)來闡明之間的對應(yīng)關(guān)系快速Fourier變換以Cu的χ(k)和χ(R)函數(shù)來闡明之間的對應(yīng)關(guān)系快速F傅立葉變換法具有頻譜分析的功能，可以很好地將χ(k)從頻域變換到空間域，單獨(dú)研究各殼層。按照傅立葉變換的定義，這個操作應(yīng)當(dāng)在-∞到∞的范圍內(nèi)進(jìn)行，但實驗數(shù)據(jù)不可能達(dá)到這個要求，低k部分的截取除去了XANES部分，使得所有慢變成分全都消失，高k部分的有限長度限制了變換結(jié)果的分辨率。如果將χ(k)兩端強(qiáng)行設(shè)置為0，會給傅立葉變換帶來邊瓣，因此要在變換中加入一個窗函數(shù)ω（k），使其兩端緩慢變?yōu)?，減少干擾。加窗這一操作在許多科學(xué)計算中都有使用，因為窗函數(shù)可以去除部分噪音，選取需要的分立數(shù)據(jù)，等等優(yōu)點。在EXAFS的傅立葉與反傅立葉變換中都需要用到。

快速Fourier變換傅立葉變換法具有頻譜分析的功能，可以很好地將χ(k)從頻域變快速Fourier變換Kmin取離y=0最近的一個點，但值最好大于3Kmax取離y=0最近的一個點，且其值要使振蕩為一完整周期，周期越多越好，但要避免噪音較大的情況在Fourier變換中加窗的χ(k)快速Fourier變換Kmin取離y=0最近的一個點，但值最不同窗函數(shù)之間的比較漢寧(hanning)凱澤--貝塞爾窗(Kaiser-bessel)韋爾奇(welch)正弦(Sine)不同窗函數(shù)之間的比較漢寧(hanning)凱澤--貝塞爾窗漢寧(hanning)漢寧(hanning)dk=1dk=3漢寧(hanning)漢寧(hanning)dk=1dk=快速Fourier變換圖20:Fourier變換后的Cufoil的χ(R)快速Fourier變換快速Fourier變換

顯示了實部、虛部以及包絡(luò)線的χ(R)快速Fourier變換

考慮相位校正快速Fourier變換考慮相位校正快速Fourier變換在Fourier變換中，選擇不同窗口的比較正弦漢寧快速Fourier變換在Fourier變換中，選擇不同窗口的比較正.

Fourier變換的解釋Fourier變換復(fù)數(shù)形式為Fourier變換的模很像“徑向分布函數(shù)”。但它完全不是、也不能把它俗稱為“徑向分布函數(shù)”。Fourier變換的模是非線性的。Fourier變換的模中，兩峰之間低到零時，不一定兩峰會分得很開，很可能是有干涉存在。Fourier變換函數(shù)的峰位與配位距離有關(guān);峰高與配位數(shù)、無序參量2、k權(quán)重、k空間窗口選取等有關(guān)。對于中等和大無序系統(tǒng),無序會導(dǎo)致峰位位移。.Fourier變換的解釋Fourier變換復(fù)數(shù)形式為F不同溫度下Sb樣品的Sb的χ(k)和χ(R)快速Fourier變換不同溫度下Sb樣品的Sb的χ(k)和χ(R)快速Fou快速Fourier變換圖22:具有不同k范圍的Fefoil的χ(R)快速Fourier變換Fourier濾波

Fourier濾波的參數(shù)選擇Fourier濾波Fourier濾波

Cufoil的x(R)的Fourier濾波如何選擇變換范圍？Fourier濾波數(shù)據(jù)的輸出

在athena中的數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)的輸出在能量空間中作圖的面板在ATHENA中作圖在能量空間中作圖的面板在ATHENA中作圖在ATHENA中作圖K空間R空間q空間在ATHENA中作圖K空間R空間q空間在R空間利用stack面板平移Au氯化物的x(R).在ATHENA中作圖在R空間利用stac

利用Ind面板在k空間標(biāo)示出需要對比的特殊點在ATHENA中作圖利用Ind面板在k空間標(biāo)示出

利用PF面板讀出某一特定點的坐標(biāo)在ATHENA中作圖利用PF面板讀出某一特定點的坐標(biāo)在ATHEXAFS數(shù)據(jù)預(yù)處理

數(shù)據(jù)預(yù)處理的對話框EXAFS數(shù)據(jù)預(yù)處理校準(zhǔn)能量校準(zhǔn)能量的對話框.校準(zhǔn)能量校準(zhǔn)能量的對話框.校準(zhǔn)能量選擇了校準(zhǔn)能量點的Aufoil吸收譜的一階微分譜.校準(zhǔn)能量選擇了校準(zhǔn)能量點的Aufoil吸收譜平滑曲線平滑曲線的對話框.平滑曲線平滑曲線的對話框.

需要平滑的吸收曲線.平滑曲線

選擇了一個去除點的吸收譜平滑曲線扣除了一個噪音點的吸收譜選擇了一個去除點的吸收譜平滑曲線同時扣除多個噪音點的吸收譜平滑曲線

截斷數(shù)據(jù)截斷數(shù)據(jù)對話框.截斷數(shù)據(jù)截斷數(shù)據(jù)對話框.

截斷了部分?jǐn)?shù)據(jù)的SnO吸收譜.截斷數(shù)據(jù)截斷了部分?jǐn)?shù)據(jù)的SnO吸收譜.截斷數(shù)據(jù)簡單應(yīng)用對XAFS數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的對話框簡單應(yīng)用對XAFS數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的對話框線性擬合對XAFS進(jìn)行線性擬合的對話框.線性擬合對XAFS進(jìn)行線性擬合的對話框.線性擬合

進(jìn)行了線性擬合的吸收譜線性擬合進(jìn)行了線性擬合的吸收譜1MndopedZnO1MndopedZnO2共摻雜Cr原子調(diào)控Co原子的分布2共摻雜Cr原子調(diào)控Co原子的分布LowCoconcentrationsx≤0.05CoreplaceZnHighCoconcentrationsx≥0.10Cosub+Co3O4

CoKedgeEXAFSspectra3溶膠凝膠法制備的Zn1?xCoxO結(jié)構(gòu)研究LowCoconcentrationsx≤0.054襯底對Ge納米晶生成的影響4襯底對Ge納米晶生成的影響學(xué)習(xí)athena的最好方法就是使用它學(xué)習(xí)athena的最好方法就是使用它

謝謝！謝謝！XAFS數(shù)據(jù)分析：ATHENA

閆文盛

ywsh2000@中國科大國家同步輻射實驗室

2013年11月08日上海XAFS數(shù)據(jù)分析：ATHENA閆文盛ywsh2000基本內(nèi)容ATHENA簡介EXAFS數(shù)據(jù)處理在ATHENA的作圖EXAFS數(shù)據(jù)預(yù)處理簡單應(yīng)用軟件演示基本內(nèi)容ATHENA簡介催化劑太陽能電池光電自旋電子學(xué)熒光粉技術(shù)生物成像信息存儲

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具有互動、即時圖形顯示特點雅典娜可以直接處理在一些常用的光束線上采集的實驗數(shù)據(jù)雅典娜可以處理單組數(shù)據(jù)也可以同時處理多組數(shù)據(jù)

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圖1:圖形顯示窗口數(shù)據(jù)處理過程中,不能關(guān)閉此窗口ATHENA簡介圖輸入了數(shù)據(jù)的athena主窗口

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E→k轉(zhuǎn)換求(k)及加權(quán)和加窗快速Fourier變換Fourier濾波XAFS數(shù)據(jù)處理求-E曲線-E曲線

透射

熒光-E曲線透射熒光數(shù)據(jù)輸入圖3在Athena中讀入實驗數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸入圖3在Athena中讀入實驗數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸入:透射模式第二列為能量第三列為前電離室信號I0第四列為后電離室信號I1mu=In(I0/I1)數(shù)據(jù)輸入:透射模式第二列為能量第三列為前電離室信號數(shù)據(jù)輸入:熒光模式（熒光電離室）第二列為能量第三列為前電離室信號I0第四列為熒光信號Ifmu=In(If/I0)數(shù)據(jù)輸入:熒光模式（熒光電離室）第二列為能量第三列為數(shù)據(jù)輸入:熒光模式（固體探測器）合肥XAFS站七元鍺固體探測器的數(shù)據(jù)第二列為能量第三列為前電離室信號I0第四,五，六，七，八，九，十列為熒光信號If不可用數(shù)據(jù)輸入:熒光模式（固體探測器）合肥XAFS站七元鍺固體探測將每一個元的數(shù)據(jù)作為單獨(dú)的輸入數(shù)據(jù)輸入:熒光模式（固體探測器）將每一個元的數(shù)據(jù)作為單獨(dú)的輸入數(shù)據(jù)輸入:熒光模式（固體探測器多次掃描數(shù)據(jù)分兩步進(jìn)行：校準(zhǔn)能量合并數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸入：多次掃描多次掃描數(shù)據(jù)分兩步進(jìn)行：數(shù)據(jù)輸入：多次掃描校準(zhǔn)能量數(shù)據(jù)輸入：多次掃描校準(zhǔn)能量數(shù)據(jù)輸入：多次掃描合并數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸入：多次掃描合并數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸入：多次掃描邊前扣除和歸一化邊前扣除和歸一化扣除本底的方法很多，例如迭代低次多項式、正交多項式、傅立葉變換過濾法、外推法等等。一般使用外推法，應(yīng)用維克多林公式（μ(λ)=Cλ3-Dλ4）擬合吸收邊前的吸收曲線，將它延長到吸收邊以后，作為本底部分扣除。當(dāng)然也可以使用多項式法分別擬合邊前邊后兩部分?jǐn)?shù)據(jù)，作為本底扣除。歸一化扣除本底的方法很多，例如迭代低次多項式、正交多項式、傅立葉變歸一化的原因：由于設(shè)備、數(shù)據(jù)采集模式、入射光強(qiáng)度、樣品厚度等等的不同，一系列的原始數(shù)據(jù)的吸收譜記錄下來的吸收強(qiáng)度會有所不同，不具有可比性。為了對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，需要將它們歸一化，統(tǒng)一成可比數(shù)據(jù)。歸一化的目的：是研究一組數(shù)據(jù)的區(qū)別和聯(lián)系，單獨(dú)對某一數(shù)據(jù)的歸一化并無實際意義。歸一化的方案：不唯一，例如可以在邊后選取兩點，其連線與吸收邊的交點定為1，或者取邊后兩點，計算這一段數(shù)據(jù)圍成的面積（以該段數(shù)據(jù)最低點作x軸平行線為該圖形的底），然后找到將這個圖形面積一分為二的橫線，定其縱坐標(biāo)為1。歸一化歸一化的原因：由于設(shè)備、數(shù)據(jù)采集模式、入射光強(qiáng)度、樣品厚度等對于一般的測量數(shù)據(jù)來說，通過程序中缺省的參數(shù)都可以進(jìn)行很好的歸一化和本底扣除對于信噪比較差、白線峰較高以及出現(xiàn)了鄰近的另一個吸收邊的數(shù)據(jù)，需要我們改變程序中相應(yīng)的參數(shù)來進(jìn)行合理的歸一化和本底扣除歸一化在ATHENA中：對于一般的測量數(shù)據(jù)來說，通過程序中缺省的參數(shù)都可以進(jìn)行很好的歸一化

在athena中歸一化的參數(shù)歸一化

(左)具有邊前和邊后延長線的Cufoil吸收曲線μ(E)(右)歸一化的Cufoil的吸收曲線μ(E)歸一化(左)具有邊前和邊后延長線的Cufoil吸邊后歸一化范圍選擇不當(dāng)帶來的影響：歸一化

(左)歸一化范圍選擇不當(dāng)?shù)腂aTiO3

譜(右)相應(yīng)的歸一化BaTiO3

譜TiKedgeBaL3edgeBaTiO3邊后歸一化范圍選擇不當(dāng)帶來的影響：歸一化

(左)在水合鈾的吸收譜中選擇了不同的歸一化范圍(右)歸一化后吸收譜之間的比較歸一化UL3edge42eV75eV影響對U化學(xué)價的判斷(左)在水合鈾的吸收譜中選擇了不同的歸一化范硫醇樹枝狀大分子弱相互作用得到電子強(qiáng)相互作用失去電子歸一化AuAu硫醇樹枝狀大分子弱相互作用得到電子強(qiáng)相互作用失去電子

含有鈾和釔的沉淀物歸一化YKedgeUL3edge邊前范圍的不當(dāng)選取扭曲臺階高度和XAFS信號

背底扣除背底扣除背底扣除背底扣除背底扣除背底扣除背底扣除輸入了fe.300數(shù)據(jù)的athena界面Rbkg參數(shù)的影響背底扣除輸入了fe.300數(shù)據(jù)的athena界面背底扣除

(左)fe.300的吸收譜和背底函數(shù)

(右)fe.300的χ(k)曲線.(下)

fe.300的χ(R)曲線背底扣除(左)fe.300的背底扣除利用不同Rbkg（0.2和1）獲得的χ(R)和χ(k)的比較紅色Rbkg=0.2藍(lán)色Rbkg=1Rbkg=0.2背底扣除背底扣除紅色Rbkg=2.5藍(lán)色Rbkg=1

利用不同Rbkg（1和2.5）獲得的χ(R)的比較Rbkg通常選擇為第一近鄰配位殼層的一半為好！Rbkg=2.5疊加了一個低頻信號背底扣除紅色Rbkg=2.5K-weight對背底扣除的影響對信噪比較好的數(shù)據(jù)：K=2，3較好對信噪比較差的數(shù)據(jù)：K=1較好

在背底扣除中k-weight參數(shù)K-weight對背底扣除的影響對信噪比較好的數(shù)據(jù)：K=2在噪音較大的數(shù)據(jù)中，當(dāng)k-weight為3時獲得的背底函數(shù)背底扣除在噪音較大的背底扣除

在背底扣除中K的不同取值范圍對Aufoil的χ(k)曲線的影響背底扣除在背底扣除顯示了額外背底參數(shù)的athena主窗口背底扣除

E至k空間轉(zhuǎn)換

E至k空間轉(zhuǎn)換E至k空間轉(zhuǎn)換得到χ(k)之后，還要對其進(jìn)行加權(quán)變換。公式中的散射振幅Fj（k）在高k部分基本上反比于k2，由此可以看出，EXAFS信號的振幅隨著k的增加衰減的很快，這對高k部分的數(shù)據(jù)處理非常不利。高k部分的振蕩包含了極多的結(jié)構(gòu)信息，為了補(bǔ)償這一損失，常用kn去乘χ(k)，kn是一個權(quán)重因子，隨著k的增加，權(quán)重因子以指數(shù)形式增長。E至k空間轉(zhuǎn)換得到χ(k)之后，還要對其進(jìn)行加權(quán)變換。公式中的散射振幅Fjn取1，2，或3，它不僅與吸收原子、散射原子種類有關(guān)，而且與具體體系有關(guān)，與原始數(shù)據(jù)信噪比有關(guān)，要依據(jù)knχ(k)－k曲線的情形來判斷。通?？梢砸罁?jù)吸收原子的原子序數(shù)來定。1979年，Lee等人提出一個建議：在原子序數(shù)Z<36，36<Z<57及Z>57三種情況下，n分別取3，2，1。公式中本身就還有1/k因子，由有Fj（k）對k的影響，乘上k3后就基本消滅了這兩個使振幅隨k增大而變小的因素，使EXAFS信號的振蕩比較均勻。此外，EXAFS受化學(xué)效果的影響主要表現(xiàn)在低k部分，加權(quán)可以很大程度上抹去這種影響的效果E至k空間轉(zhuǎn)換E至k空間轉(zhuǎn)換快速Fourier變換

Fourier變換的參數(shù)選擇快速Fourier變換可以看出，χ(k)是由不同Rj處各配位層對散射波的共同調(diào)制疊加形成的，從公式可以看出，χ(k)是對各殼層χj(k)的求和。它不僅是k的函數(shù)，也是Rj的函數(shù)，不同Rj處的配位層對EXAFS振蕩的貢獻(xiàn)不同。可以想象，將各Rj配位層對EXAFS的貢獻(xiàn)求出，即從公式中分解出各個殼層單獨(dú)的信息ρ（Rj）（即確定Rj對k積分），作ρ（R）－R圖，則各配位殼層對應(yīng)的Rj位置上必然有所表示，而其它R處只有本底。這種ρ（R）－R圖表征的函數(shù)稱為徑向結(jié)構(gòu)函數(shù).快速Fourier變換可以看出，χ(k)是由不同Rj處各配位層對散射波的共同調(diào)制疊以Cu的χ(k)和χ(R)函數(shù)來闡明之間的對應(yīng)關(guān)系快速Fourier變換以Cu的χ(k)和χ(R)函數(shù)來闡明之間的對應(yīng)關(guān)系快速F傅立葉變換法具有頻譜分析的功能，可以很好地將χ(k)從頻域變換到空間域，單獨(dú)研究各殼層。按照傅立葉變換的定義，這個操作應(yīng)當(dāng)在-∞到∞的范圍內(nèi)進(jìn)行，但實驗數(shù)據(jù)不可能達(dá)到這個要求，低k部分的截取除去了XANES部分，使得所有慢變成分全都消失，高k部分的有限長度限制了變換結(jié)果的分辨率。如果將χ(k)兩端強(qiáng)行設(shè)置為0，會給傅立葉變換帶來邊瓣，因此要在變換中加入一個窗函數(shù)ω（k），使其兩端緩慢變?yōu)?，減少干擾。加窗這一操作在許多科學(xué)計算中都有使用，因為窗函數(shù)可以去除部分噪音，選取需要的分立數(shù)據(jù)，等等優(yōu)點。在EXAFS的傅立葉與反傅立葉變換中都需要用到。

快速Fourier變換傅立葉變換法具有頻譜分析的功能，可以很好地將χ(k)從頻域變快速Fourier變換Kmin取離y=0最近的一個點，但值最好大于3Kmax取離y=0最近的一個點，且其值要使振蕩為一完整周期，周期越多越好，但要避免噪音較大的情況在Fourier變換中加窗的χ(k)快速Fourier變換Kmin取離y=0最近的一個點，但值最不同窗函數(shù)之間的比較漢寧(hanning)凱澤--貝塞爾窗(Kaiser-bessel)韋爾奇(welch)正弦(Sine)不同窗函數(shù)之間的比較漢寧(hanning)凱澤--貝塞爾窗漢寧(hanning)漢寧(hanning)dk=1dk=3漢寧(hanning)漢寧(hanning)dk=1dk=快速Fourier變換圖20:Fourier變換后的Cufoil的χ(R)快速Fourier變換快速Fourier變換

顯示了實部、虛部以及包絡(luò)線的χ(R)快速Fourier變換

考慮相位校正快速Fourier變換考慮相位校正快速Fourier變換在Fourier變換中，選擇不同窗口的比較正弦漢寧快速Fourier變換在Fourier變換中，選擇不同窗口的比較正.

Fourier變換的解釋Fourier變換復(fù)數(shù)形式為Fourier變換的模很像“徑向分布函數(shù)”。但它完全不是、也不能把它俗稱為“徑向分布函數(shù)”。Fourier變換的模是非線性的。Fourier變換的模中，兩峰之間低到零時，不一定兩峰會分得很開，很可能是有干涉存在。Fourier變換函數(shù)的峰位與配位距離有關(guān);峰高與配位數(shù)、無序參量2、k權(quán)重、k空間窗口選取等有關(guān)。對于中等和大無序系統(tǒng),無序會導(dǎo)致峰位位移。.Fourier變換的解釋Fourier變換復(fù)數(shù)形式為F不同溫度下Sb樣品的Sb的χ(k)和χ(R)快速Fourier變換不同溫度下Sb樣品的Sb的χ(k)和χ(R)快速Fou快速Fourier變換圖22:具有不同k范圍的Fefo