一種熒光EXAFS數據的自吸收效應修正處理方法技術

本發明專利技術涉及一種熒光EXAFS數據的自吸收效應修正處理方法，包括以下步驟：1)獲取待測樣品的結構參數及待測樣品對應元素孤立原子的散射振幅因子和散射振幅；2)計算孤立原子的折射因子和吸收因子；3)根據X射線波段折射率表達式計算待測樣品上下兩層膜的折射率，并利用多層膜熒光強度計算方法計算孤立原子產生的熒光強度I0(E)；4)初始化修正因子α(E)，計算具有精細振蕩結構且不受自吸收效應影響的散射振幅和散射振幅因子；5)計算具有振蕩結構的折射因子和吸收因子；6)利用多層膜熒光強度計算方法計算具有振蕩結構的熒光強度I(E)；7)根據I0(E)和I(E)計算振蕩結構函數χcal(E)；8)判斷χcal(E)是否滿足要求。與現有技術相比，本發明專利技術具有可靠性高、適用范圍廣等優點。

【技術實現步驟摘要】
—種熒光EXAFS數據的自吸收效應修正處理方法
本專利技術涉及X射線表征物質微觀結構的技術，尤其是涉及一種熒光EXAFS數據的自吸收效應修正處理方法。
技術介紹
X射線吸收精細結構譜(XAFS)是根據X射線在某種原子的吸收限附近吸收系數的精細變化情況，來進行凝聚態物質的結構研究，分析物質中原子的近程排列情況。XAFS是以散射現象——近鄰原子對中心吸收原子出射光電子的散射為基礎，反映的僅僅是物質內部吸收原子周圍短程有序的結構狀態。因此XAFS的理論和方法能同時適用于晶體和非晶體，這是區別于晶體學的理論和結構研究方法(不適用于非晶體材料)的最大優勢。它不僅能給出所測元素的價態、原子種類、原子間距離、配位數和無序度等組成和結構環境，而且能得出材料的熱膨脹系數、所含化合物成分比例等，因此成為了表征物質微觀結構的有力探針之一 OXAFS按能量劃分可分為X射線吸收近邊結構譜(XANES)和擴展X射線吸收精細結構譜(EXAFS)兩種技術，XANES是元素吸收邊位置_20?30eV范圍內的精細結構，EXAFS是元素的X射線吸收系數在吸收邊高能側30?IOOOeV范圍出現的振蕩。實驗上測量EXAFS的方法主要有兩種:熒光模式和透射模式，但采用透射方式測量的EXAFS對實驗樣品要求較高，具有其局域性。因此熒光EXAFS成為了常用的實驗測量方法，尤其是對于一些無法采用透射模式測量的材料，熒光EXAFS是測量樣品內某元素局域結構的有力方法。然而，熒光EXAFS容易受到待測元素自吸收的影響，導致EXAFS振蕩結構的衰減，如果不經過自吸收效應修正，分析數據將產生錯誤的局域結構，如配位數、Debye-Waller 因子等。目前的大多數修正方法都是基于單層膜而言的，很少有針對多層膜的自吸收效應修正方法，Castaner和Prieto曾提出了關于多層膜的修正方法，但并未考慮入射光通過多層膜時的折射與多次反射效應，導致并不能很好地投入實際應用；Heald等人也僅僅是通過對數據分析結果(配位數和Debye-Waller因子)加以修正。總之，目前并未出現一種方便普適的多層膜修正方法，這在一定程度上抑制了突光EXAFS方法在多層膜表征中的應用。因此，本文提出了一種新的自吸收效應修正方法，該方法既考慮了多層膜中的折射與多次反射，同時也考慮了非理想界面粗糙度的影響，經驗證該方法是一種同時適用于單層膜和多層膜的修正方法，具有普適性。
技術實現思路
本專利技術的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種可靠性高、適用范圍廣的熒光EXAFS數據的自吸收效應修正處理方法。本專利技術的目的可以通過以下技術方案來實現:一種熒光EXAFS數據的自吸收效應修正處理方法，包括以下步驟:I)獲取待測樣品的結構參數及待測樣品對應元素孤立原子的散射振幅因子和散射振幅 P Q(E)、f ο (E)；2)計算孤立原子的折射因子δ和吸收因子β:本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種熒光EXAFS數據的自吸收效應修正處理方法，其特征在于，包括以下步驟：1)獲取待測樣品的結構參數及待測樣品對應元素孤立原子的散射振幅因子和散射振幅f′0(E)、f″0(E)；2)計算孤立原子的折射因子δ和吸收因子β：δ=reλ22πΣtNt(Zt+ft′),β=reλ22πΣtNifi′′=λ4πμ其中，re＝e2/mcc2表示經典電子半徑，e表示電子電荷量，me表示電子質量，c表示光速，Nt＝NAρ/m表示單位體積內的原子數，NA表示阿伏伽德羅常數，ρ表示材料密度，m表示原子質量，Zi表示原子序數，角標i對應待測元素，μ表示待測樣品的吸收系數；3)根據X射線波段折射率表達式n＝1?δ?iβ，計算待測樣品的反射率、折射率、電場強度，并利用多層膜熒光強度計算方法計算孤立原子產生的熒光強度I0(E)；4)初始化修正因子α(E)，計算具有精細振蕩結構且不受自吸收效應影響的散射振幅f″corr(E)：f″corr(E)＝f″0(E)[1+xcorr(E)]＝f″0(E)[1+xexpt(E)(1+α(E))]其中，xcorr(E)＝xexpt(E)(1+α(E))表示修正后沒有自吸收效應的振蕩結構函數，xexpt(E)表示修正前的振蕩結構函數；散射振幅因子服從色散關系，由此得出f′(E)=2πP∫0∞E′f′′(E′)E2-E′2dE′f′在每一個能量E處的對應值都需要通過對f″的能量變化范圍E′積分而得；5)根據步驟4)計算具有振蕩結構的折射因子δcorr和吸收因子βcorr；6)利用多層膜熒光強度計算方法計算具有振蕩結構的熒光強度I(E)；7)根據I0(E)和I(E)計算振蕩結構函數：χcal(E)=I(E)-I0(E)I0(E);8)判斷χcal(E)是否滿足若是，則輸出當前xcorr(E)，若否，則采用Nelder?Mead單純性算法優化α(E)，返回步驟4)。FDA0000419145430000021.jpg...

【技術特征摘要】
1.一種熒光EXAFS數據的自吸收效應修正處理方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)獲取待測樣品的結構參數及待測樣品對應元素孤立原子的散射振幅因子和散射振幅 r 0(e)、f ο(E)； 2)計算孤立原子的折射因子δ和吸收因子β: 2.根據權利要求1所述的一種熒光EXAFS數據的自吸收效應修正處理方法，其特征在于，所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李文斌，楊曉月，
申請(專利權)人：同濟大學，
類型：發明
國別省市：