WWW.PDF.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Разные материалы
 

«Методы анализа спектров РФЭС и ЭОС В результате эксперимента в РФЭС и ЭОС получается зависимость числа импульсов на детектирующем устройстве от кинетической энергии ...»

Методы анализа спектров РФЭС и ЭОС

В результате эксперимента в РФЭС и ЭОС получается зависимость числа импульсов на

детектирующем устройстве от кинетической энергии эмитированных твёрдым телом электронов. Дальнейшая работа экспериментатора состоит в обработке спектральных данных и

получение из них аналитической информации. Для обработки спектральных данных используются методы, о которых пойдёт речь дальше.

Начнём рассмотрение методов обработки спектров с дифференцирования спектров в ЭОС. Дифференцирование в ЭОС производиться для уменьшения фона и выделения полезного сигнала. В дифференцированном спектре за положение пика по энергии принимают положение минимума, соответствующее интервалу убывания на недифференцированном спектре.

Для дифференцирования спектров можно использовать Фурье-преобразование исходного спектра. Если образ функции y(x) представляет собой функцию F(s), то производная d n F / ds n будет выглядеть (i 2s ) n F ( s ). Видно, что дифференцирования Фурье-образа представляет собой умножение на (i 2s ) n. Обратным Фурье-преобразованием можно получить дифференциал функции d n y / dx n.

Кроме дифференцирования методом Фурье преобразования можно использовать полиномиальные методы. В этих методах производиться аппроксимация участка спектра полиномом степени n. Полином дифференцируется, давая производную от спектра.

Важным этапом обработки спектральных данных является сглаживание, позволяющее увеличить отношение сигнал-шум. Возможно сглаживание, например, с помощью метода наименьших квадратов или преобразования Фурье.



Сглаживание посредством метода наименьших квадратов производиться по нечётному числу точек.

Для сглаживания этим методом используется формула:

Ci f i m y (0) =, NORM m где – y (0) значение функции в сглаженном узле; Ci – коэффициент, на который умножаются значения функции в узлах; 1/NORM – нормировочный множитель. В самом простом случае Ci = 1, NORM равно числу точек, по которым производиться сглаживание. При этом мы получаем простое усреднение положения точки y (0) относительно нескольких соседних.

Пример работы такого фильтра изображён на рис. 1.

Counts Counts Binding Energy, (eV) Binding Energy, (eV) Рис. 1. Сглаживание спектра с помощью усреднения положения средней точки из трёх. 2p3-линия Mn в методе РФЭС.

Сглаживание спектров можно производить с помощью методов использующих преобразование Фурье. Преобразование Фурье приводит к разложению по гармоникам, как сигнала, так и шума. Уменьшить шум можно умножая пространственные компоненты на весовую функцию. При обратном преобразовании уровень шума будет меньше.

Одним из методов обработки спектральных данных является вычитание спектров. Данный метод используется для обнаружения тонких физических явлений при интерпретации спектров.

В РФЭС спектрах кроме информации о качественном составе твёрдого тела и химических связях содержится информация о концентрации элементов содержащихся в нём. Концентрация может быть определена как интегральная интенсивность фотоэлектронных пиков.

Но в спектрах РФЭС содержится фоновая составляющая, которая связана с взаимодействием излучения с веществом. Она не даёт информации о количественном составе пробы. Фон можно убрать элементарным вычитанием. При этом нужно определиться с функцией, которую нужно вычесть для удаления фона. Такими функций являются линейная и функция Ширли. Пример вычитания прямой линии приведён на рис. 2 (слева).





Counts Counts Binding Energy, (eV) Binding Energy, (eV) Рис. 2. Пример подстройки функции фона. Внизу функция Ширли сверху линейная функция.

В методе Ширли фон связывают с неупругорассеянными электронами. В этом случае фон оказывается пропорционален интегральной интенсивности фотоэлектронов имеющих большую энергию. Пример вычитания фона с помощью функции Ширли приведен на рис. 2 (справа).

Для интерпретации спектральных данных в РФЭС и ЭОС используется аппроксимация фотоэлектронных и оже-линий функциями Гаусса и Лоренца. Так определяется ширина пика, интенсивность и интегральная интенсивность (площадь под кривой). Пример подстройки функции Гаусса изображён на рис. 3.

Counts

–  –  –

Рис. 3. 2p линии Si. Фотоэлектронная линия разложена по функциям Гаусса.

Определив интегральную интенсивность фотоэлектронных пиков возможен количественный расчет состава твёрдого тела. Он производится по формуле:

–  –  –

где C – концентрация вещества; Ca – интегральная интенсивность сигнала фотоэлектронной линии для данного вещества, Sa – фактор относительной чувствительности в РФЭС для дан

–  –  –

Первым этапом обработки спектральных данных является сглаживание. Как было указано выше, оно помогает увеличить отношение сигнал-шум.

В программе Casa XPS сглаживание производиться следующим образом. Выбираем в меню Options пункт меню Processing. В появившемся окне (Spectrum Processing) выбираем вкладку Smoothing (рис. 5).

Рис. 5. Изображение окна Spectrum Processing.

Нам на выбор предлагается несколько видов алгоритмов сглаживания. Выбираем, например SG Linear. В поле Smoothing Width выставляем число точек, по которому будет проводиться усреднение. Для примера число точек возьмём равное 3. Спектр после сглаживания изображён на рисунке 6.

Рис. 6. Спектральная линия 2p Si после сглаживания.

Дальнейшая обработка состоит в вычитании фона и аппроксимации линии функциями Гаусса. Для вычитания фона по методу Ширли нужно выбрать в меню Options пункт меню Quantify. В открывшемся окне (Quantification Parameter) переходим на вкладку Regions (рис. 7).

Рис.7. Окно Quantification Parameter.

На открывшейся вкладке нажимаем кнопку Create. Выставляя параметры Start и End, подстраиваем функцию Ширли под фотоэлектронную линию (рис. 8).

Рис. 8. Спектральная линия 2p Si после подстройки функции Ширли.

В окне Quantification Parameter на вкладке Regions есть поле Area, значение которого отвечает интегральной интенсивности линии.

Для подстройки функций Гаусса нужно перейти на вкладку Components (рис. 9).

Рис.9. Окно Quantification Parameter.

Каждое нажатие на кнопку Create создаёт гауссиану и столбец в поле компонент. После создания нужного числа гауссиан нажимаем кнопку Fit Components для построения аппроксимирующей линии (рис. 10).

Рис. 10. Спектральная линия 2p Si после подстройки функций Гаусса.

По полю Area можно определить интегральную интенсивность компонент.

В связи с тем, что используется ограниченная копия программы Casa XPS сохранение результата работы в файл *.vms невозможно. Однако есть возможность копировать изображение и данные из программы с помощью сочетания клавиш Ctrl+C. Также доступна печать

Похожие работы:

«© 2004 г. А.А. ДАВЫДОВ К ВОПРОСУ ОБ ОПРЕДЕЛЕНИИ ПОНЯТИЯ «ОБЩЕСТВО» 1 _ ДАВЫДОВ Андрей Александрович – доктор философских наук, главный научный сотрудник Института социологии РАН, руководитель научно-исследо...»

«КОМИТЕТ ГОСУДАРСТВЕННОГО ЗАКАЗА ПРАВИТЕЛЬСТВА ХАБАРОВСКОГО КРАЯ ОТДЕЛ ЭКСПЕРТНО-АНАЛИТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ ОБЗОР АРБИТРАЖНОЙ И АДМИНИСТРАТИВНОЙ ПРАКТИКИ В СФЕРЕ РАЗМЕЩЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННОГО (МУНИЦИПАЛЬНОГО) ЗАКАЗА 1 2 августа 2013 г. г. ХАБАРОВСК Данный обзор является ин...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ УТВЕРЖДАЮ: Заместитель Министра образования Российской Федерации В.Д.ШАДРИКОВ “_19” _06_ 2000 г. Номер государственной регистрации _425 тех/бак ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ СТАНДАРТ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ НАПРАВЛЕНИЕ 552100 – ЭКСПЛУАТАЦИЯ ТРАНСПОРТНЫ...»

«МИНИ-ТРАЙЛ КАК КОНКУРЕНТ СУДЕБНОМУ ПОРЯДКУ ПРИ РАЗРЕШЕНИИ КОММЕРЧЕСКИХ СПОРОВ Елькин П. Д. Научный руководитель – доцент Щербинина О. Е. Сибирский федеральный университет Мини-трайл является...»

«Зарегистрировано в Минюсте РФ 15 июля 2011 г. N 21375 ЦЕНТРАЛЬНЫЙ БАНК РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ УКАЗАНИЕ от 11 июля 2011 г. N 2664-У О БАНКОВСКОМ ОБСЛУЖИВАНИИ ФИЗИЧЕСКИХ ЛИЦ, ИМЕЮЩИХ ТЕКУЩИЕ СЧЕТА В ПОЛЕВЫХ УЧРЕЖДЕНИЯХ БАНКА РОССИИ На основании Федеральн...»

«СВОПЫ в МетаТрейдер5 Согласно пункту 4.14 Регламента (http://www.onlinebroker.ru/upload/iblock/efc/reglament_forex.doc), если до 01.00 ч. московского времени дня, следующего за датой заключения сделки, открытая Клиен...»

«367 Лекция 18. Политическая коммуникация § 1. Коммуникация: понятие и виды Определение. Среди политических процессов одно из ведущих мест занимает коммуникация (от лат. communicatio — способ сообщения,...»

«№ 2 (94) 2015 «Татнефть» создает композитный кластер 5 У истоков большой нефти Татарстана 8 Ветераны войны — гордость «Татнефти» 20 День славянской письменности 38 Я пришел, чтобы летать! 44 ЖУРНАЛ ОАО «ТАТНЕФТЬ» АНАЛИТИКА №...»

«УДК 342.518:35:011.4. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОРГАНОВ ИСПОЛНИТЕЛЬНОЙ ВЛАСТИ СУБЪЕКТА РФ ПУТЁМ ПРИМЕНЕНИЯ НОВОЙ МЕТОДИКИ Героева М. Н. Студентка 5 курса специальности «Государственное и муниципальное управление» ГОУ ВПО «Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарева» В статье...»








 
2017 www.pdf.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - разные матриалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.