视频课堂

前言：随着研究体系的复杂化、常规的EXAFS拟合已经无法满足数据分析的需求，XANES包含更多的立体结构信息，尤其与电子态息息相关，XANES拟合结合EXAFS拟合将助力全方面的结构信息获取。本次教程，我们主要探讨基于FDMNES软件进行XANES拟合的基本流程，后续会推出更加详尽的教程。需要注意的是：XANES拟合需在EXAFS拟合的基础上进行，即通过EXAFS拟合获得径向结构，再构造模型进行XANES拟合。大家在学习拟合的过程也应尽量阅读软件自带的教程。

1.软件下载与安装

本次教程所用的演示软件为FDMNES，由法国国家科学中心奈尔研究所Joly团队开发，可免费下载，解压后即可使用，无需安装。下载地址：https://fdmnes.neel.cnrs.fr/ 

下载解压后包含以下几个文件：

其中，Doc文件夹中主要存储该软件的使用教程、更新说明以及使用说明等；Sim文件夹中存放计算输入文件、输出文件以及软件的配置文件；fdmfile.txt主要写入计算路径，fdmnes_win64.exe为执行文件。FDMNES运行流程大体为：在Sim/Test_stand/中编写输入文件，该文件主要包括计算中需用到的各种参数、卷积等，之后在fdmfile.txt中写入输入文件的地址，然后执行fdmnes_win64.exe，等运算结束即可获得相应计算数据。接下来我们将每一步拆分学习。

2. 输入文件编写

基本的输入文件如下图所示：

接下来我们将对每个命令进行简要介绍，一般输入命令，并在下一行输入对命令的定义：

（1） 输出命令Fileout：定义输出文件，包括文件所在的地址以及文件名。需要注意的是，地址中写的文件夹都必须已建立。

（2） 能量步长命令Range:可以与实验谱中实际采集的步长相匹配，上图中的描述为：吸收边前100 eV到吸收边前20 eV之间步长为0.5 eV，以此类推。

（3） 横坐标能量基准Energpho:此命令决定了计算谱中的横坐标是否以吸收边为基准，如下图，计算了Fe-NC单原子结构： 

（4） 计算模式：目前FDMNES提供了FDM模式和多重散射模式，后者使用Green命令调出，计算比较快；如果不加任何命令，默认为FDM模式，计算较慢。

（5） 吸收边Edge:可计算K边以及L边。

（6） 计算半径Radius：单位为Å，定义需要计算的cif结构中吸收原子周围结构大小，Radius太大会导致计算数据量大，太小会导致计算出现错误。

（7） 定义吸收原子：有两个命令可以定义，Absorber和Z_absorber，前者为cif中吸收原子的序号，后者为吸收原子的原子序数。对于单吸收原子体系，两者均可，对于多吸收原子体系，使用Z_absorber较好，可以对所有吸收原子进行计算并自动平均。

（8） 结构输入：XANES拟合所需的结构有两种方式进行导入，一种是将cif文件和输入文件放在同一文件夹中，通过Cif_file描述该结构文件的路径；另一种是直接将原子坐标导入至输入文件中。（本人推荐第一种方式，比较方便）

（9） 卷积：卷积是形成谱形的重要参数，通过卷积参数调节可以对谱形进行改变。左图为未卷积谱，右图为卷积谱：

Convolution命令一般有Ecent，Elarg，Gamma_max，Gamma_hole等四个参数，该四个参数的关系如下图所示：

（10） 费米能级E_cut:也可以认为是截止能量，即从此能量开始进行卷积。下图为几个不同E_cut谱的对比：

3. 命令文件fdmfile.txt

输入文件编辑结束后，还需在主文件夹下fdmfile.txt命令中编写执行命令，即直接将要计算的输入文件地址写入，要计算几个谱就在最上方写对应的数字。如要一次计算5条谱，便可编写5个输入文件，并以此将路径写入命令行，如下图：

4.输出文件

一般会有三个输出文件，分别为name.txt/name_bav.txt/name_conv.txt,第一个是未卷积的谱，第二个是计算过程文件，包含了使用的参数等，第三个文件为卷积后的谱，即我们计算所需的文件。