Athenaによる動径構造関数の導出

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Athenaの位置づけ
Demeter
XAFS解析プログラム
Athena
測定データの解析(データの読込みからフーリエ変換まで)

ArtemisEXAFSデータへのモデルフィッテング
Hephaestus
各元素のデータベース(吸収端や蛍光線のエネルギー、吸収係数の計算機能など)
2

Outline• 最新のDemeterを入手する• Athenaの起動と測定データの読み込み• 解析操作の基本• バックグラウンド処理の調整• 複数データの比較方法• Athenaのその他の機能

3

最新のAthenaを入手する

最新のDemeterを入手する

4

Outline• 最新のAthenaを入手する• Athenaの起動と測定データの読み込み• 解析操作の基本• バックグラウンド処理の調整• 複数データの比較方法• Athenaのその他の機能

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Athenaの起動
Athenaの起動• ショートカットから•スタートメニューからスタート－Demeter with Strawberry Perl－Athena6

起動直後の画面

Athenaメイン画面

グラフ画面(Athena起動直後はグラフ表示なし)

7バージョンの確認[Help] – [About Athena]

起動時にステータスバーに表示される

8

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9測定データの読み込み
その前に･･･
データファイルはお持ちですか？

クリック
ダウンロードpractice_data_201708.zip

http://support.spring8.or.jp/Doc_lecture/Text_170803.html

10測定データの読み込み[File] – [Import data]
もしくはCtrl-o

11

測定データの読み込み
ファイルオープンダイアログ
データファイル

ZnO.txtの選択

読込可能ファイル形式•••

カンマ区切り、タブ区切り、スペース区切りテキスト
Athenaプロジェクトファイル(.prj)
Athenaで出力したデータファイル(.norm, .chi等)※ 必ずエネルギーに対応する列を含むこと
12測定データの読み込み
内容確認ダイアログ２カラムのテキストファイル
エネルギー

吸収係数

カラム1はEnergy,
カラム2はNumeratorにチェックが入っているか確認

OKボタンを押す

ヘッダー等は 削除
もしくはコメントアウト(行の初めに「＃」をつける)
しておく

13

測定データの読み込み
読み込み直後データグループ

Eを選択

プロットオプション

14mu(E)プロットのバリエーション
プロットオプションを操作する
mu(E) + background

mu(E)

15

mu(E)プロットのバリエーション
プロットオプションを操作する
mu(E)+ pre-edge line
+post-edge linemu(E)+ background+ Normalized16

プロジェクトファイルの保存[File] – [Save entire project as…]

ファイル名：ZnO.prjで保存

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プロジェクトファイルの保存

ZnO.prjはArtemisの実習で使用します。
大切に保存しておいてください。

18

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EXAFS振動の表示

EXAFS振動クリック

20

EXAFS振動の強調処理
３を選択

k の大きい領域が強調される

n=2k2･(k)n=3k3･(k)21フーリエ変換パラメータ

Windowをチェック
22フーリエ変換パラメータ

ウィンドウの範囲を3~14にする

k の範囲を最大20まで広げる
23

フーリエ変換スペクトルの表示

ZnクリックO

24

FTプロットのバリエーション

プロットオプション

Magnitude (default)

25

FTプロットのバリエーション

プロットオプション

Envelop+ Real part+ Imaginary part26

Outline• 最新のAthenaを入手する• Athenaの起動と測定データの読み込み• 解析操作の基本• バックグラウンド処理の調整• 複数データの比較方法• Athenaのその他の機能

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「バックグランド」とはパラメータが不適切だと補間に失敗する

スペクトルに対する
スプライン補間28

「バックグランド」とはパラメータが不適切だと補間に失敗する

スプライン補間の失敗
スペクトルに対するスプライン補間∥

XAFS振動抽出の失敗
29

吸収端エネルギー (E0)の調整• XAFS振動の周期や振幅に影響• 任意性がある

E0• デフォルト：μ(E)1回微分のピーク位置

S/Nや吸収端近傍の構造によってはデフォルトのアルゴリズムに頼れない
30

E0の調整方法 その1
アルゴリズムを選択項目

アルゴリズムIffefit’s default

一回微分曲線の第一ピーク

the tabulated
value

テーブル値

a fraction of
the edge step

規格化後エッジ
ジャンプの0.5

the zero of thesecond
derivative

二回微分曲線のゼロ交差点

the peak of the ホワイトライン
white lineのピーク
31

E0の調整方法 その1
fraction値の設定

32

E0の調整方法 その2
直接数値を編集33

スプライン領域の変更
k の大きな領域でS/Nが悪い場合

バックグランドの決定に悪影響

計算領域から除去したい34

スプライン領域の変更
EXAFS振動Spline range k : 0～9にする

14 → 8 にする

演算範囲が制限される（注）ただし、一連の系列のデータ解析をする場合は、同じ範囲にする。
35

スプライン領域変更の効果

スプライン変更前

変更後
36

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37

データの追加

Zn-foil.txtを開く

データグループに追加される
38

吸収スペクトルの複数表示

表示したいデータのチェックボックスをチェック

紫色のボタンをクリック

重ねて表示される
39

XANES領域の比較

プロット範囲を変更(E0に対する相対値)
価数の違いによる
ケミカルシフト40

解析パラメータを一致させる
クリック

Zn-foil.txtを選択し、ZnOもZn-foilのパラメータになる41

金属と酸化物のEXAFS振動とFT
ZnとZnOの比較

Zn
O Zn

振動周期 ⇒ 結合距離振幅⇒ 散乱元素種、配位数
42

Athenaの終了[File] – [Exit]Athenaを終了させて再度起動しましょう。
（ZnO.prjを上書きしないように）43

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44

付録1：データの足し合わせ（merge）
繰り返し（loop）測定によって積算時間を稼いだ時などにデータを足し合わせたい場合
測定データの一括読み込み
step1

step2

step3

クリック

表示範囲を調整A：全データ選択
U ：全データ選択解除
I ：選択データ反転45データの足し合わせ（merge）
データの足し合わせクリック

足し合わせデータ“merge”と標準偏差が表示“merge”が追加される

46

Pre-edge line & Post-edge line
step1

step2

backgroundの選択を解除
pre-edge line, post-edge lineを選択プロット範囲を変更

パラメータの変更：
pre-edge line → Pre-edge range
post-edge line → Normalization range
47

Pre-edge line & Post-edge line

• 規格化の基準となる• バックグランド決定に影響

48

付録2：Linear combination fit
化学状態が既知(標準試料の化学状態)の重ね合わせと考えられる場合
データ構成

Rh1.txt

標準試料

1,5の重ね合わせの重みを求める

Rh2.txt

1,5の化学状態が混ざっている

Rh3.txt
Rh4.txt
Rh5.txt

標準試料

dir:20170130¥L_C_fit
49Linear combination fit
データの読み込み
step1

step2

全データ選択

等吸収点
step3

step4

Rh1からRh5へ連続的に変化
表示範囲を調整50

Linear combination fit
フィッティングパラメータの設定

モードが変更51

Linear combination fit
フィッティング実行

Rh2, 3, 4選択

Rh1, 5選択クリック52Linear combination fit
解析結果の表示
Rh2を選択Standardsを選択

Rh2
Plot weighted components をチェック

Rh1: 0.776
Rh5: 0.224
Plot data and sum をクリック

53

Linear combination fit
レポートの作成 1- データ個別詳細 -Fitting range

重ね合わせの重み

54

Linear combination fit
レポートの作成 2- 全データ概要 -デフォルトファイル名：

Rh2, 3, 4

重ね合わせの重み

lcf_sequence.xls
55

付録３：グラフ画面の文字化け修正方法
Athenaのグラフ画面で下図のような文字化けが現れる場合の修正方法

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修正方法①③ 『ファイルの場所を開く』をクリック① Athenaのショートカット
アイコン上で右クリック④ このようなウィンドウが開く② 『プロパティ』をクリック

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修正方法②⑤ siteをクリックして一つ上の階層に戻る⑥ libフォルダを開く⑦ libを開いたら、Demeter > templates >plot > gnuplot まで進む

⑧ gnuplot内の start.tmpl をワードパットで開く（ワードパットでの開き方）
start.tmpl上で右クリック→プログラムから開く→ワードパットを選択）
58

修正方法③⑨ start.tmpl内の default # を削除して、上書き保存する⑩ start.tmpl とは別にstart.tmpl~ というファイルがある場合は、これも⑨と同様の手順で書き換える

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修正方法④⑪ Athenaを再起動し、バグが修正されていることを確認する

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