一种荧光EXAFS数据的自吸收效应修正处理方法技术

本发明专利技术涉及一种荧光EXAFS数据的自吸收效应修正处理方法，包括以下步骤：1)获取待测样品的结构参数及待测样品对应元素孤立原子的散射振幅因子和散射振幅；2)计算孤立原子的折射因子和吸收因子；3)根据X射线波段折射率表达式计算待测样品上下两层膜的折射率，并利用多层膜荧光强度计算方法计算孤立原子产生的荧光强度I0(E)；4)初始化修正因子α(E)，计算具有精细振荡结构且不受自吸收效应影响的散射振幅和散射振幅因子；5)计算具有振荡结构的折射因子和吸收因子；6)利用多层膜荧光强度计算方法计算具有振荡结构的荧光强度I(E)；7)根据I0(E)和I(E)计算振荡结构函数χcal(E)；8)判断χcal(E)是否满足要求。与现有技术相比，本发明专利技术具有可靠性高、适用范围广等优点。

【技术实现步骤摘要】
—种荧光EXAFS数据的自吸收效应修正处理方法
本专利技术涉及X射线表征物质微观结构的技术，尤其是涉及一种荧光EXAFS数据的自吸收效应修正处理方法。
技术介绍
X射线吸收精细结构谱(XAFS)是根据X射线在某种原子的吸收限附近吸收系数的精细变化情况，来进行凝聚态物质的结构研究，分析物质中原子的近程排列情况。XAFS是以散射现象——近邻原子对中心吸收原子出射光电子的散射为基础，反映的仅仅是物质内部吸收原子周围短程有序的结构状态。因此XAFS的理论和方法能同时适用于晶体和非晶体，这是区别于晶体学的理论和结构研究方法(不适用于非晶体材料)的最大优势。它不仅能给出所测元素的价态、原子种类、原子间距离、配位数和无序度等组成和结构环境，而且能得出材料的热膨胀系数、所含化合物成分比例等，因此成为了表征物质微观结构的有力探针之一 OXAFS按能量划分可分为X射线吸收近边结构谱(XANES)和扩展X射线吸收精细结构谱(EXAFS)两种技术，XANES是元素吸收边位置_20?30eV范围内的精细结构，EXAFS是元素的X射线吸收系数在吸收边高能侧30?IOOOeV范围出现的振荡。实验上测量EXAFS的方法主要有两种:荧光模式和透射模式，但采用透射方式测量的EXAFS对实验样品要求较高，具有其局域性。因此荧光EXAFS成为了常用的实验测量方法，尤其是对于一些无法采用透射模式测量的材料，荧光EXAFS是测量样品内某元素局域结构的有力方法。然而，荧光EXAFS容易受到待测元素自吸收的影响，导致EXAFS振荡结构的衰减，如果不经过自吸收效应修正，分析数据将产生错误的局域结构，如配位数、Debye-Waller 因子等。目前的大多数修正方法都是基于单层膜而言的，很少有针对多层膜的自吸收效应修正方法，Castaner和Prieto曾提出了关于多层膜的修正方法，但并未考虑入射光通过多层膜时的折射与多次反射效应，导致并不能很好地投入实际应用；Heald等人也仅仅是通过对数据分析结果(配位数和Debye-Waller因子)加以修正。总之，目前并未出现一种方便普适的多层膜修正方法，这在一定程度上抑制了突光EXAFS方法在多层膜表征中的应用。因此，本文提出了一种新的自吸收效应修正方法，该方法既考虑了多层膜中的折射与多次反射，同时也考虑了非理想界面粗糙度的影响，经验证该方法是一种同时适用于单层膜和多层膜的修正方法，具有普适性。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可靠性高、适用范围广的荧光EXAFS数据的自吸收效应修正处理方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现:一种荧光EXAFS数据的自吸收效应修正处理方法，包括以下步骤:I)获取待测样品的结构参数及待测样品对应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)计算孤立原子的折射因子δ和吸收因子β:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种荧光EXAFS数据的自吸收效应修正处理方法，其特征在于，包括以下步骤：1)获取待测样品的结构参数及待测样品对应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)计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表示经典电子半径，e表示电子电荷量，me表示电子质量，c表示光速，Nt＝NAρ/m表示单位体积内的原子数，NA表示阿伏伽德罗常数，ρ表示材料密度，m表示原子质量，Zi表示原子序数，角标i对应待测元素，μ表示待测样品的吸收系数；3)根据X射线波段折射率表达式n＝1?δ?iβ，计算待测样品的反射率、折射率、电场强度，并利用多层膜荧光强度计算方法计算孤立原子产生的荧光强度I0(E)；4)初始化修正因子α(E)，计算具有精细振荡结构且不受自吸收效应影响的散射振幅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))表示修正后没有自吸收效应的振荡结构函数，xexpt(E)表示修正前的振荡结构函数；散射振幅因子服从色散关系，由此得出f′(E)=2πP∫0∞E′f′′(E′)E2-E′2dE′f′在每一个能量E处的对应值都需要通过对f″的能量变化范围E′积分而得；5)根据步骤4)计算具有振荡结构的折射因子δcorr和吸收因子βcorr；6)利用多层膜荧光强度计算方法计算具有振荡结构的荧光强度I(E)；7)根据I0(E)和I(E)计算振荡结构函数：χcal(E)=I(E)-I0(E)I0(E);8)判断χcal(E)是否满足若是，则输出当前xcorr(E)，若否，则采用Nelder?Mead单纯性算法优化α(E)，返回步骤4)。FDA0000419145430000021.jpg...

【技术特征摘要】
1.一种荧光EXAFS数据的自吸收效应修正处理方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)获取待测样品的结构参数及待测样品对应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)计算孤立原子的折射因子δ和吸收因子β: 2.根据权利要求1所述的一种荧光EXAFS数据的自吸收效应修正处理方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文斌，杨晓月，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：