XAFS数据处理软件安装指南与学习资源！

根据读者反馈需求，本次内容将推出有关XAFS的概念，同步辐射光源，Demeter介绍与安装教程，学习资料分享。内容包含五部分：

一、XAFS是什么？

二、同步辐射光源与X射线元素周期表

三、关于Demeter

四、Demeter软件的下载与安装

五、学习资料介绍

一、XAFS是什么？

– 生化环材前沿-

XAFS 是一种光谱技术，利用 X 射线的吸收来探测原子尺度上物质的物理和化学结构。X 射线吸收光谱是针对特定元素的，因为 X 射线被选择为特定原子种类的特定核心电子能级的结合能或高于该能级。由于除最轻元素外，所有元素在 X 射线范围内都具有核心能级结合能，因此几乎所有元素都可以用 XAFS 进行研究。传统上，重点放在较重的元素上（Z>15 左右），但也可以应用于较轻的元素。

XAS（X 射线吸收光谱）：X 射线吸收光谱的整个领域和光谱范围。

XAFS（X 射线吸收精细结构光谱（“EX-afs”，有时也称为“Zafs”））：X 射线吸收光谱的整个场和光谱范围。

EXAFS（扩展 X 射线吸收精细结构光谱法（“EX-afs”））：光谱范围远远超出（例如 +30 eV）吸收阈值。特别是光谱的一部分，其中可以使用单次（或少量多次）散射来解释光谱。

XANES（X 射线吸收近边光谱（“Zanes”，有时也称“EX anes”））：吸收阈值附近（例如 +/- 50 eV）的光谱范围。这对形式氧化态和配位化学尤其敏感。主要用于描述吸收边能量 > 2000 eV 的光谱（“硬 X 射线”）。

NEXAFS（近边 X 射线吸收精细结构光谱法（“NEX afs”））：吸收阈值附近（例如 +/- 50 eV）的光谱范围。这对形式氧化态和配位化学尤其敏感。主要用于描述吸收边能量的光谱（“软 X 射线”）。

二、同步辐射光源与X射线元素周期表

– 生化环材前沿-

测量 XAFS 需要能量可调的 X 射线源。这通常意味着使用同步加速器源，全球范围内，同步辐射技术正得到快速发展，特别是在欧洲、美洲、亚洲和澳洲，分别拥有18、11、22（其中日本有13个）和1个同步辐射光源。在台湾省，存在TLS和TPS两大中能光源。此外，全球范围内以X射线谱学为主要方法的线站超过100条。

此外，美国的先进光子源（APS）特别是APS-U，正在进行升级，将成为领先的第四代光源。瑞典的MAX IV实验室作为世界上首个第四代同步辐射光源，以其超低束流发射度而著称。巴西的Sirius光源，作为南美洲的重要科研设施，同样位列第四代光源之中。欧洲的ESRF-EBS是首个从第三代升级至第四代的光源，采用创新的混合型多弯铁消色散结构。中国也在这一领域取得显著进展，北京怀柔科学城的高能同步辐射光源（HEPS）预计将在2025年建成，而合肥先进光源（HALF）则预计于2028年完成。

X 射线吸收边和 X 射线发射线的能量对于 X 射线光谱学非常重要。下列是X 射线光谱学历史相关的四位杰出科学家以及X 射线元素周期表。

这些是使用XrayDB库创建的，使用了来自Elam、Sieber 和 Ravel的数据，链接： https://github.com/xraypy/XrayDB找到。

元素 X 射线周期表

三、关于Demeter

– 生化环材前沿-

Demeter是一个用于处理和分析 X 射线吸收光谱数据的综合系统，是目前最常用的XAFS处理软件，其包含了Athena、Artemis以及Hephaestus三个处理程序，分别对应数据预处理、数据拟合、原子数据查询等功能，软件地址：https://bruceravel.github.io/demeter/。

🔹目前版本为0.9.26

🔹适用于Linux、 Windows和Macintosh

🔹一组perl模块和相关文件

🔹编程工具—它是应用程序构建的基础

🔹免费软件，可从git 服务器免费获取

🔹积极开发和维护

🔹被其作者和用户用于解决实际数据分析问题

🔹Feff6、 Larch和Ifeffit 的前端（即将推出Feff8）

🔹Athena 和 Artemis 的代码库

🔹以希腊丰收女神的名字命名

虽然说这个软件是开源的，但是最好要在出版物中引用Demeter：
B. Ravel and M. Newville, ATHENA, ARTEMIS, HEPHAESTUS: data analysis for X-ray absorption spectroscopy using IFEFFIT, Journal of Synchrotron Radiation 12, 537–541 (2005) doi:10.1107/S0909049505012719

四、Demeter软件的下载与安装

– 生化环材前沿-

1、搜索关键词，Demeter XAFS，点击Verision 0.9.26按钮就可以进行下载，需要注意的是，软件安装时所有地址都不能有任何的非英文字符。