SGTools：X射线散射数据处理

1. SGTools简介

SGTools 是应用于X射线散射（包括掠入射模式，小角散射，广角散射）数据处理和分析的程序套件，程序基于matlab平台开发，主要包括常规的仪器参数标定、二维图形输出、背底扣除、数据积分等数据处理模块，针对pilatus探测器的弧形积分进行了优化处理。程序还针对原位实验中的大批量数据开发了批处理功能，能够实现数据的快速处理，程序可将原位实验中的图像生成为动画，一维积分数据的时间强度曲线输出等，提高了原位实验过程中数据处理效率。程序套件中目前还具备高度有序材料的有序度分析和薄膜材料表界面关联程度分析模块，其中有序度分析应用的模型为准晶模型和WH模型，而表界面分析采用的是临界相关长度方法，后续将加入更多的数据处理和分析模块。

2. 数据处理流程

小角X射线散射实验中探测器获得的是二维或一维矩阵，需要将矩阵转化为角度坐标空间或倒易坐标空间的散射图，因此首先通过标准样品对仪器参数进行标定，然后实现散射图的坐标空间转换。由于实验过程中，仪器本身、容器、空气等都存在一定的背底散射，在进行数据分析前需要根据样品体系进行背底扣除，获得样品的散射图。依据散射图进行定量分析，还需要对数据进行积分处理，实现二维数据转化为一维数据，常见的是弧形积分和矩形积分两种形式，根据体系的对称特性选择。具体的处理流程如下图所示。

3. 软件下载

网络安装包：安装包从网络自动下载matlab runtime
本地下载：SGTools-web.exe, example data, user manual(中文)

离线安装包：安装包中内含matlab runtime
本地下载：SGTools-stanalone.exe, example-data, user manual(中文)
网盘下载：：百度网盘, 密码：SGT1
Ftp下载：FileZilla
主机: nas.nickelblog.online  用户名: fileuser  密码: gx202020

4. 软件安装

软件安装有两种方法，具体参考软件说明文档。

网络安装：需要联网下载runtime，下载时间较长。
离线安装：可以离线安装，runtime已经嵌入安装包中。

5. 软件功能

仪器参数校正：光斑中心，样品到探测器距离；
二维散射图像：坐标（散射矢量或散射角), 复合图输出；
背底扣除：粉末，稀溶液，浓溶液，蛋白质溶液；
数据处理：线积分，矩形积分，扇形积分，切片积分；
数据分析：有序度分析（WH method），表界面关联分析，准晶分析模型；
批处理：批量自动数据处理核分析，原位实验动态图合成，散射强度曲线的时间分布；

6. 软件教程

软件说明书和示例文件在安装包中，也可单独下载。
初次使用可参考视频教程，链接如下：
软件安装：在线安装，离线安装
仪器参数设置：参数校正
背底扣除：背底扣除
数据处理：矩形积分，扇形积分
数据分析：WH有序分析，表界面临界长度分析
图像输出：复合图输出，动态图合成
更多处理分析模块的视频正在制作中。

7. 开发者信息

赵镍，湘潭大学材料科学与工程学院，zhaonie@xtu.edu.cn
杨春明，上海同步辐射光源小角X射线散射组，yangchunming@zjlab.org.cn
边风刚，上海同步辐射光源小角X射线散射组，bianfenggang@zjlab.org.cn

8.使用范例文章

• Zhao, N., Hua, W., Wang, Y., Yang, C., Ouyang, X., Yuan, B., & Bian, F. (2019). In-situ GISAXS investigation of the structure evolution mechanism of template removal of ordered mesoporous films prepared via a soft-templating method. Applied Surface Science, 479, 776-785.

• Wang, X., Han, J., Huang, D., Wang, J., Xie, Y., Liu, Z., … & Bao, X. (2020). Optimized Molecular Packing and Nonradiative Energy Loss Based on Terpolymer Methodology Combining Two Asymmetric Segments for High-Performance Polymer Solar Cells. ACS Applied Materials & Interfaces, 12(18), 20393-20403.