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微区扫描电化学工作站数据处理的方式方法

华洋科仪   2017-11-11 03:30:38 文字大小:[][][] 点击次数:19

M470微区扫描电化学工作站实验开始前,调整、检查样品的时间往往很长。如果可以在噪声信号中增强数据信号并收集数据信号,可以大大减少时间投入,这样的话,实验就会变得更快、更简略。本文介绍了四个即时有效的数据处理的方法,可以用于那些为了缩短实验时间而进行的快速扫描获得的实验数据。本文演示的是一个不是特别水平的SKP样品,设备没有设置成提取有效数据的状态,实验结果很糟糕。处理后的数据显示在扫描中心附近有一个小压痕。为了进行比较,还做了进一步的检查。
标准SKP样品安装到TriCell电解池中,为了演示,只对样品粗略调平。SKP探针距样品约160?m(正常实验中应为100?m),做一个快速的CHM实验。扫描速率为2mm/s,没有延迟,没有调节时间。设置尽量少的滤波,允许所有信号和噪声通过。在5mm2的面积上扫51*51个点(总共2601个点),实验时间4分48秒。结果如图1所示。

图1 左图:25mm2的原始快速实验结果;右图:右键分析菜单
图1中可见,没有任何特别的点。然而,应用分析功能“Tilt Correction”、“Filter”、“Curve Subtraction”、“Interpolate”后,实验结果马上变得很明显,如图2所示。

图2 分析功能的应用
图2中,左上角的图是用“Tilt-Correction”分析后的结果。这个选项可以找出用户所选数据中的最适合的平坦区,然后从数据中去除这个平坦区。
数据调平后,采用“Filter”分析,得到如图2右上角的数据。“Fourier-filters”要求用户输入滤波器的类型(这里选低通)、截止频率、退出。这里,通过数据检查,确定截止频率。滤波器的截止频率约4000m-1。滤波器阶数设置为5。
傅里叶滤波使上下边更圆润,选择“Curve Subtraction”。设置一个最合适的多项式来选择数据。这里用一个四次多项式来移除Y轴上的朝上的数据边缘。结果如图2左下所示。
最后,减去曲线后的数据从51*51个点插补为201*201个点,结果如图2右下图和图3左图所示。
为了对比,调平样品,更恰当地设置系统。两种结果的并列比较如图3所示。

图3 左图:噪声快速扫描数据,后处理;右图:较慢的、更多考虑后获得的数据
图3左图,数据与图2右下图是一样的。数据是有噪声下获得的,样品未调平。实验时间4分48秒。图3右图,样品调平,数据在非常慢速下获得。实验时间21分52秒。连续扫描更慢(400?m/s,而不是2000?m/s),步长更小(62.5?m,而不是100?m)。
本文展示了M370和微区扫描电化学工作站微区扫描电化学工作站软件中的数据后处理分析工具,可以用来提取有效数据。这些工具分别为:“Tilt Correction”、“Filter”、“Curve Subtraction”、“Interpolate”。
尽管有这些强大的工具,用户一定要牢记,获得有效数据、减少噪声的最好方法是适当的设置实验。缺点是测试时间会比较长。