あいちシンクロトロン光センター BL5S1, BL11S2 担当者

Athena-Artemis で解析を行うためにはじめに
ここでは、あいちシンクロトロン光センター（あいち SR）の硬 X 線 XAFS ビームライン BL5S1 または BL11S2 で測定したそれぞれのデータを、フリーの解析ソフトウェアである Athena や Artemis で解析するための前準備について説明します。具体的には、Demeter パッケージ（Athena, Artemis, Hephaestus のセット）のインストール、プラグインの有効化、測定データの読込方法、を述べます。当センターの上記ビームラインで測定を行った際、参考にしてください。
Athena や Artemis の使用方法の入門編としては、「Athena による XAFS データ処理（入門編）」「Artemisによる XAFS データ処理（入門編）」1（作成：近畿大学 朝倉博行先生）または「Athena の Main windowの使い方と XANES 解析例の紹介」2「Athena と Artemis を用いた EXAFS 解析方法の紹介」3 (作成 : 名古屋大学 塚田千恵先生) をご覧ください。また、Athena で解析する上で知っていると便利な操作方法については「Athena の便利な使い方」4 を参照してください。
Athena や Artemis の詳細な使用方法としては、英語版になりますが、Demeter 製作者 Dr. Bruce Ravelの公式マニュアル 5, 6 を参照してください。なお、Athena については、朝倉先生による公式マニュアルの日本語翻訳版 7 も公開されています。
1「Athena による XAFS データ処理（入門編）」「Artemis による XAFS データ処理（入門編）」

https://www.apch.kindai.ac.jp/laboratory/asakura/personal/ja/others/dtj/index.html
2「Athena の Main window の使い方と XANES 解析例の紹介」

http://titan.nusr.nagoya-u.ac.jp/Tabuchi/BL5S1/lib/exe/fetch.php?media=tsukada:text_xafs-beginner_athena_chietsukada.pdf
3「Athena と Artemis を用いた EXAFS 解析方法の紹介」

http://titan.nusr.nagoya-u.ac.jp/Tabuchi/BL5S1/lib/exe/fetch.php?media=tsukada:text_exafs_athena-artemis_chietsukada.pdf
4「Athena の便利な使い方」

https://www.aichisr.jp/content/files/BL5S1/Athena_utilities.pdf
Athena 公式マニュアル（英語）https://bruceravel.github.io/demeter/documents/Athena/index.html
6 Artemis 公式マニュアル（英語）https://bruceravel.github.io/demeter/documents/Artemis/index.html
7 Athena 公式マニュアル日本語翻訳版
https://www.apch.kindai.ac.jp/laboratory/asakura/personal/ja/others/aug/index.html
5Demeter パッケージのインストール（Windows）(1) Web ブラウザで Demeter: XAS Data Processing and Analysis ( https://bruceravel.github.io/demeter/ ) を開く。
(2) Version 0.9.26 (2020.12.1 現在の最新版)をクリックし、ダウンロードする。
(3) ダウンロードしたインストーラを実行し、Demeter をインストールする。

注意事項
・ Version 0.9.26 より、32bit 版のインストーラがなくなりました。Windows 32 bit 版の方は、ページ下部のEarlier Packages より、Version 0.9.25 の 32 bit 版をダウンロードしてください。
1

あいちシンクロトロン光センター BL5S1, BL11S2 担当者

・ PC のユーザー名に日本語 (2 バイト文字) が含まれていないことを確かめてください。
ユーザー名が日本語の場合、Athena が起動できない、または起動できてもグラフがプロットできないことが あ り ま す 。 ( 作 業 フ ォ ル ダ が あ る デ ィ レ ク ト リ の パ ス が C:¥Users¥< 日 本 語 の ユ ー ザ ー 名>¥AppData¥Roaming となり、パス名に 2 バイト文字が含まれてしまうため。)
1 バイト文字のみのユーザー名で新規アカウントを作成してそちらにインストールするか、既存アカウン
トでインストール済みの Athena を新規アカウントから起動することで対処可能です。

Windows 版の最新版インストーラのダウンロード画面

旧 version インストーラのダウンロード画面

2

あいちシンクロトロン光センター BL5S1, BL11S2 担当者

Athena の起動
デスクトップ上の Athena のアイコンをダブルクリックする。もしくは、スタートメニューのプログラ
ム一覧から Demeter with Strawberry Perl 内の Athena をクリックする。

デスクトップ上のアイコン

スタートメニューのプログラム一覧

プラグインの有効化(1) Athena [XAS data processing] 画面で、左上 の「Main Window」と書かれている部分をクリックする。
(2) 「Plugin registry」を選択する。
(3) プラグイン一覧の中で 「PFBL12C：…」をクリックし、チェックボックス に チェック(✓) を入れる。
(4) 左下の「Return to main window」をクリック、もしくは、左上の「Plugin registry」を「Main window」に変更し、メインウィンドウ に戻る。
(5) プラグインの有効化により、PF9809 フォーマット に準じたデータファイル (BL5S1, BL11S2) をAthena で読み込めるようになる。

Athena [XAS data processing] の Plugin registry3あいちシンクロトロン光センター BL5S1, BL11S2 担当者

測定データの読込(1) メニューバーで 「File」→「Import data」 を選択する。
(2) 読み込みたい測定データ（.dat 形式）をクリックして「開く(O)」を押す。
(3) Athena: Column selection 画面で、検出方法に応じて各項目にチェックを入れた後、左下の「OK」を押す。
（検出方法に応じた チェック項目 の詳細は、次ページより記す。）

注意事項(1) 「ファイルパス」「ファイル名」「データ名」に 2 バイト文字（日本語）が含まれていると、データを読み込むことができない。
(2) Athena: Column selection 画面の中段の Data type を「xanes」に変更すると、EXAFS 解析ができない。
(3) 測定エネルギー範囲が短いデータを読み込んだ際に、Data type が自動的に xanes に変更されてしまうことがある。その際には、(E)に手動で変更する。

測定データに関する補足事項(1) XAFS 測定データフォーマット (通称：9809 フォーマット)についての解説は こちら を参照する。
(2) 測定時に自動生成する *.info ファイルについての説明は こちら を参照する。
※info ファイルとは、様々な測定条件が記載されたファイルであり、前回と同じ条件で実験を行いたい時等に役立つことがある。info ファイルは拡張子が特殊であるが、メモ帳等のテキストエディタで開くことができる。
(3) BL5S1、BL11S2 で測定したデータは、スキャン方法によってデータ識別子が異なる。
ステップスキャン 〇〇〇.dat
クイックスキャン 〇〇〇-f.dat※蛍光法で測定を行った場合、上記の.dat に加えて、”数え落とし補正”を行った〇〇〇-dtc4.dat が自動生成する(通常解析にはこちらを使用することを推奨)。

4あいちシンクロトロン光センター BL5S1, BL11S2 担当者

あいち SR 硬 X 線 XAFS ビームライン (BL5S1, BL11S2)で測定したデータの開き方

透過法のデータ読込

6

透過法 + リファレンス 同時測定時で リファレンス のデータも同時読込

7

蛍光法のデータ読込

8

蛍光法 + 透過法 同時測定時の 透過法 のデータ読込

9

蛍光法 + 透過法 + リファレンス 同時測定時で リファレンス の データも同時読込

10

転換電子収量法のデータ読込

11

転換電子収量法 + 蛍光法 同時測定時の 転換電子収量法 のデータ読込

12転換電子収量法 + 蛍光法 同時測定時の 蛍光法 のデータ読込

13※ PDF 上で項目をクリックすると該当ベージにジャンプします。
※ 蛍光法 + 透過法 同時測定時の 蛍光法 のデータ読込方法は「蛍光法のデータ読込」と同じです。

5あいちシンクロトロン光センター BL5S1, BL11S2 担当者

透過法 のデータ読込(1) Athena: Column selection 画面 の上段で、Energy は energy_attained、Numerator は i0、Denominator は i1、にそれぞれ チェック を入れる。
(2) Natural log に チェック を入れる。
(3) 中段の μ(E) で「 ln(abs( (xxx.i0) / (xxx.i1) )) 」と表示されていることを確認する。
(4) 「OK」を押す。

列名

列に含まれるデータi0I0 イオンチャンバのカウント数

i1

I1 イオンチャンバのカウント数

6

I2 イオンチャンバのカウント数

6あいちシンクロトロン光センター BL5S1, BL11S2 担当者

透過法 + リファレンス 同時測定時で リファレンス のデータも同時読込(1) 6 ページ「透過法(I0/I1)」の (1)～(3) の操作を行う。
(2) 下段のタブの中から Reference を選び、Import reference channel に チェック を入れる。
(3) Numerator は i1、Denominator は 6、にそれぞれ チェック を入れる。
(4) Natural log に チェック を入れる。
(5) 「OK」を押す。
※ I1 イオンチャンバ と I2 イオンチャンバ の間に、リファレンス試料をセットした場合に適用可能

列名

列に含まれるデータi0

I0 イオンチャンバのカウント数

i1

I1 イオンチャンバのカウント数

6

I2 イオンチャンバのカウント数7

あいちシンクロトロン光センター BL5S1, BL11S2 担当者

蛍光法 のデータ読込(1) Athena: Column selection 画面 の上段で、Energy は energy_attained、Numerator は i0 ～ 10、Denominator は11、にそれぞれ チェック を入れる。
(2) Natural log の チェック をはずす。
(3) 中段の μ(E) で「 (xxx.i0 + xxx.i1 + … + xxx.i10) / … 」と表示されていることを確認する。
(4) 「OK」を押す。
※蛍光法のデータは”数え落とし補正”を行った 〇〇〇-dtc4.dat のデータを読み込むことを推奨する。

列名

列に含まれるデータ

i0 ～ 10

SDD の各素子における ROI のカウント数(SCA : Single Channel Analyzer)

11

I0 イオンチャンバのカウント数

12 ～ 18

SDD の 各 素 子 に お け る 全 カ ウ ン ト 数(ICR : Input Count Rate)19

ダミー列 (全て 0)8あいちシンクロトロン光センター BL5S1, BL11S2 担当者

蛍光法 + 透過法 同時測定時の 透過法 のデータ読込(1) Athena: Column selection 画面 の上段で、Energy は energy_attained、Numerator は 11、Denominator は 20、にそれぞれ チェック を入れる。
(2) Natural log に チェック を入れる。
(3) 中段の μ(E) で「 ln(abs( (xxx.11) / (xxx.20) )) 」と表示されていることを確認する。
(4) 「OK」を押す。

列名列に含まれるデータ

i0 ～ 10

SDD の各素子における ROI のカウント数(SCA : Single Channel Analyzer)

11

I0 イオンチャンバのカウント数

12 ～ 18

SDD の 各 素 子 に お け る 全 カ ウ ン ト 数(ICR : Input Count Rate)19

ダミー列 (全て 0)20

I1 イオンチャンバのカウント数※ 蛍光法 + 透過法 同時測定時の 蛍光法 のデータ読込方法は「蛍光法のデータ読込」と同じ

9

あいちシンクロトロン光センター BL5S1, BL11S2 担当者

蛍光法 + 透過法 + リファレンス 同時測定時 で リファレンス の データも同時読込(1) 8 ページ「蛍光法のデータ読込」もしくは 9 ページ「蛍光法 + 透過法 同時測定時の 透過法 のデータ読込」の (1)～(3) の操作を行う。
(2) 下段のタブの中から Reference を選び、Import reference channel に チェック を入れる。
(3) Numerator は 20、Denominator は 21、にそれぞれ チェック を入れる。
(4) Natural log に チェック を入れる。
(5) 「OK」を押す。
※ I1 チャンバ と I2 チャンバ の間に、リファレンス試料をセットした場合に適用可能

列名

列に含まれるデータ

i0 ～ 10

SDD の各素子における ROI のカウント数(SCA : Single Channel Analyzer)

11

I0 イオンチャンバのカウント数

12 ～ 18

SDD の各素子における全カウント数(ICR : Input Count Rate)19

ダミー列 (全て 0)20

I1 イオンチャンバのカウント数

21

I2 イオンチャンバのカウント数10

あいちシンクロトロン光センター BL5S1, BL11S2 担当者

転換電子収量法 のデータ読込(1) Athena: Column selection 画面 の上段で、Energy は energy_attained、Numerator は i1、Denominator は i0、にそれぞれ チェック を入れる。
(2) Natural log の チェック をはずす。
(3) 中段の μ(E) で「 (xxx.i1) / (xxx.i0) 」と表示されていることを確認する。
(4) 「OK」を押す。

列名

列に含まれるデータi0I0 イオンチャンバのカウント数i1

転換電子収量法のカウント数11

あいちシンクロトロン光センター BL5S1, BL11S2 担当者

転換電子収量法 + 蛍光法 同時測定時の 転換電子収量法 のデータ読込(1) Athena: Column selection 画面 の上段で、Energy は energy_attained、Numerator は 20、Denominator は 11、にそれぞれ チェック を入れる。
(2) Natural log の チェック をはずす。
(3) 中段の μ(E) で「 (xxx.20) / (xxx.11) 」と表示されていることを確認する。
(4) 「OK」を押す。

列名列に含まれるデータ

i0 ～ 10

SDD の各素子における ROI のカウント数(SCA : Single Channel Analyzer)

11

I0 イオンチャンバのカウント数

12 ～ 18

SDD の各素子における全カウント数(ICR : Input Count Rate)19

ダミー列 (全て 0)20

転換電子収量法のカウント数12

あいちシンクロトロン光センター BL5S1, BL11S2 担当者

転換電子収量法 + 蛍光法 同時測定時の 蛍光法 のデータ読込(1) Athena: Column selection 画面 の上段で、Energy は energy_attained、Numerator は i0 ～ 10、Denominator は11、にそれぞれ チェック を入れる。
(2) Natural log の チェック をはずす。
(3) 中段の μ(E) で「 (xxx.i0 + xxx.i1 + … + xxx.i10) / … 」と表示されていることを確認する。
(5) 「OK」を押す。
※蛍光法のデータは”数え落とし補正”を行った 〇〇〇-dtc4.dat のデータを読み込むことを推奨する。

列名

列に含まれるデータ

i0 ～ 10

SDD の各素子における ROI のカウント数(SCA : Single Channel Analyzer)

11

I0 イオンチャンバのカウント数

12 ～ 18

SDD の各素子における全カウント数(ICR : Input Count Rate)19

ダミー列 (全て 0)20

転換電子収量法のカウント数

13

あいちシンクロトロン光センター BL5S1, BL11S2 担当者

更新履歴2017/11/24

本稿作成

2017/11/29

本文中の表現を修正

2017/12/06「Athena を使用する上で便利な操作方法」を追記

2017/12/14「Athena 上で測定データを整列する方法」を追記

2018/01/09「測定データのエネルギー範囲をトリミングする方法」を追記

2018/04/05

本文中の表現を修正 。内容が増えてきたため、Athena の便利な使い方は別冊に分割。

2019/07/30

ユーザー名に 2 バイト文字が含まれる場合について注意事項を追記

2020/01/27

参照ページ数の誤りを修正

2020/12/01

内容の追記修正、info データの中身についての解説とデータの種類について明記

2020/12/08

9809 フォーマットについての解説のリンクを掲載 (作成 : 名古屋大学 田渕雅夫 先生)

2021/09/09

Data type の自動変更についての説明追加

2022/06/02

リンク先の修正

2023/02/15

数え落とし補正についてリンク掲載

14