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Kumi macro

  ここでは大変優れたIgor macroのKumi macro の情報について纏める。
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Kumi.IPFの使い方

■ 基本的な立ち上げ方
1. igorを立ち上げる。
2. Kumi.IPFをドラッグしてigorのウインドの中に入れる。または、ファイル(F)⇒ファイルを開く(F)⇒プロシージャ(P)でKumi.IPFを選択する。
3. コンパイルを押してインストールは終になります。  

■ 良く使われるAnalysisパネルの表示の仕方
1. ウィンドウ(W)⇒パネルマクロを選択。
2. AnalysisPanel, AnalysisPanel2を押せば、パネルが表示される。  

■ Auスペクトルにおける各角度でのフィッティング
  1. Auスペクトルにおいて、各角度で並べた図を作ります。
  2. EdgeFit1_Paraを選択し、トータルのwaveの数を入力させ、後の欄はデフォルトでよいです。
  3. EdgeFit2_Lineを選択し、Auスペクトルの高束縛エネルギー側の直線ラインを選定します。Ctrl+Iで位置を調べるカーソルで初期及び終端と思われる場所を選定します。
  4. EdgeFit3_FDを選択し、粗いフィットを行なわせます。上記と同様に、今度は粗くフィッティングする範囲を指定します。
  5. EdgeFit4_CParを選択し、温度と大体の分解能を指定します。他の欄はデフォルトでよいです。
  6. EdgeFit5_Conを選択すると、フィッティングに入ります。
  7. スライスでの分解能の違いか、S/Nによる分解能の違いかを、それぞれスペクトルを比較して調べる。装置の分解能が大きく、Auでのフェルミ端の位置の変化が小さい場合は、フィッティングでの誤差の範囲内として考えてみることが大切である。
  8. 私の経験では、SETPara_DialogのTableに記入をすると成功しました。Wave数の計算は、最後のwave番号―最初のwave番号+1にEdgeFit1_Paraを入力します。あと、常に、フィッティングするGraphを選択します。EdgeFit3_FD を動かした4の時点でEFposi_;MdEFy vs MdEFxが表示されなければ、後のフィッティングの作業は失敗になります。
  9. EFposi_のデータが出来ます。これを用いて、各waveでのデータを補正することが出来ます。

■ Kumiマクロに対応するTableの記入の仕方
  1. マクロ(M)⇒xxxxxxxxxxxの下のSETPara_Dialogを選択する。
  2. 各列の説明(以降、各項目、各列はtabを押すと次の項目へ飛ぶ)
    1. P-Base:殆ど変わらない名前を記入。後に下記のAzi, As, suffixの名前が付け足される。垂直角度分解では、名前を書き、下段からさらに細かい名前を付ける。
    2. P-On/Off:AnalysisPanel2のNo.を選択すると連動して対応する番号がONとなる。
    3. P-Azi:nanと入力すると無しになる。(Φでの回転を行なってFermi Surface Mappingを描く場合に用いる)(垂直角度分解の場合は、入射光子のエネルギーを入力する)
    4. P-As:Skipと入力すると飛ばされる。(入射光子のエネルギーをP-Aziに入れた場合は、eVとする)
    5. P-From:wave(測定したデータ)の読み取りとして開始する番号記入する処。(垂直角度分解のときは、入射光子のエネルギー)
    6. P-To   :wave(測定したデータ)の読み取りとして終了する番号記入する処。(垂直角度分解のときは、入射光子のエネルギー)
    7. P-Suffix:垂直角度分解を行なう場合に同一の水平角度を指定する。(d と入力しておくと良い)
    8. P-Step :matrix(waveを並べた二次元マップ)でのwaveの示す番号のステップ。
    9. P-Offset:waveを並べたる場合におけるY軸のオフセット。
    10. P-Bias:Y軸の値を設定する。(他の角度で取ったスペクトルを連続的に並べるときに用いる)
    11. P-Yes/No:ほとんど使ってないらしい。
    12. P-Xoffset:X軸の値を設定する。
  3. 上記のデータは、MatrixToWaveで図を作ったときに、コマンド入力のところにデータが並べられ、それをコピーして、専用のテーブルにペーストして並べることで、簡単に処理することが可能になります。
  4. 垂直角度分解用に作るには、一度上記のようにデータを入力した後、垂直角度分解処理用にP−P-BaseにName、P-Azi にnan、P-Asにskip、P-Fromに例えば400 (入射光子のエネルギー400 eVの意)、 P-Toに例えば600(入射光子のエネルギー 600 eVの意)、 P-Suffixに例えば60d(60番のwaveのみを取り出す)などとすることで、特定のwaveを取り出します。より確実に分散の折り返しのところでのデータを用いたい場合は、手作業で行うことになります。
 
■ データの解析の仕方
  1. データ(wave)を読み込んだら、マクロ(W)⇒Make_Matrix_from_wavesを選択します。
  2. Make_Matrix_from_waveでの各項目
    1. base:waveの名前で変化の無い部分
    2. destination:Matrix{(waveを並べた二次元データ)で示される}の名前を入力
    3. firstwaveNum:X軸を除いたwaveの番号(名前)
    4. NumCuts:waveの最後の番号(名前)
    5. Stepw:読み取っていくwave番号のステップ
    6. StartE:横軸の最初の値(通常のグラフの作り方と異なり、予め横軸の最初の値を調べておかなければならない)
    7. DeltaE:横軸の値の間隔(これも、6と同様に、予め横軸の値の変化する値を調べておかなければならない)
    8. StartAngle:最初の角度(SPring-8BL-25SUではデータの最初の方に角度の情報があります)
    9. EndAngle:最後の角度(SPring-8BL-25SUではデータの最初の方に角度の情報があります)
  3. 入力し終わると、Graphが作成されます。次に、AnalysisPanelのMatrixToWavesを選択し、後のデータ処理に便利なwaveを作ります。(初めと終わりのwaveのデータが使えるものであれば、Matrix_Nor-IntまたはMatrix_Nor-Unitを用いて、Matrix(マップ)の時点でピーク強度または面積強度での規格化をそれぞれ行います。大体、順番に左上から左下にコマンドを使っていくような合理的な流れになっています)
  4. MatrixToWavesの各項目
    1. Please input the name of Matrix:waveを作る対象となるMatrixを選択します。
    2. With angle? :Yeaを選択すれば、下記の角度の条件を入力して、図に注釈として表示することができます。No(number)は規則ただしく番号が振分けられる。No(index)はよく分かりません。(No系統はcenter Angle, Dangleの入力の意味はないのかもしれません。デフォルトのままでよいと思います)
    3. VBhn:P-baseと同様に変化の無い名前の部分を入力します。
    4. Nan:得に使われていない。(nan)としておいて下さい。
    5. INPUT the Azim-term:不明(Fermi Surface Mappingでのφの値だと思われる)
    6. Please INPUT the Suffix:末尾に付加する名前を入力します。(しかし、最後にyが自動的に後から入れられます)
    7. Input the center Angle:VBhnの直ぐ後に付けられる角度の値。真ん中のwaveにこの値が付けられる。(中心にしたい角度を入力します)
    8. Dangle:真ん中のwaveから±してこの値が付加されて名前が付けられる。(wave毎に異なる角度の値を入力する)
    9. With x-wave one by one?:AuEFのデータで補正をする場合は、Yesにする。
    10. Please input the EF file:通常無し。(Au EFのデータがあれば、それを用いて各waveに対するEFを補正することが可能になります。Au EFの計算で得られたEFposi_のデータを選択します。これを用いて各waveでのデータを補正することが出来ます)。
  5. AnalysisPanelのNor_IntはNormalizeを行ないます。Ctrl+IでA,Bを用いて規格化範囲を指定します。指定しないときは、全部を規格化します。規格化は面積一定になるように行なわれているようです。Offsetを入力して全体のスペクトルを並べることができます。(Show Swaped Matrixを用いると、図を回転させて運動量での結果を得ることが可能になるらしい)。
  6. AnalysisPanel2でEDCに除きたいスペクトル番号を確認して、直ぐ右にあるRemoveで除いていきます。Appendはwaveの追加。RenameはSETPara_Dialogの情報を書き換えたい場合に用います。Multiplyはスペクトルの強度を何倍にするかを決める欄。
  7. AnalysisPanel2 のoptionでのInterPolationはX軸をAuEFに修正したときに用います。AuEfでキャリブレーションした場合にはYes(この場合、各waveにx軸のデータが存在している)で、_ipの付いたファイルが出来て、これを用いてバンドマッピングする。(この処理が必要なのは、各waveをAu EFで補正したため、X軸の範囲とステップ数が各waveで異なっているため、それを整えるために行います)

■ データの解析の仕方2 (平滑化と二次微分処理の方法)
  1. AnalysisPanel2のOptionを選択します。
  2. Optionで開かれたウィンドウのSmoth2ndDiffを選択します。
  3.  Smoth2ndDiffの各項目
    1. Wave name + AzimPara:不明(デフォルトのままで十分使えました)
    2. Please Input the Suffix:不明(デフォルトのままで使えました)
    3. StartW:初めのwave番号(EDCのYの番号を参考にして、必要な部分の番号を入力します)
    4. LastW:終わりのwave番号(EDCのYの番号を参考にして、必要な部分の番号を入力します)
    5. Step:不明(多分、いくつのステップで平滑化をするかを指定するかだと思う)
    6. Number of smoth:二項式による平滑化の繰り返し数
    7. Pre-Smoothing by S-G method?:Savitzky-Golayでの平滑化を行なうか?
    8. Num of Order?:不明(2ndにすると2ndorderで繰返され、4thにすると4thorderでSavitzky-Golayが繰返される、の意だと思います)
    9. Num. Of PreSth (odd 5-7〜25):Savitzky-Golayでの平滑化の項数
    10. Num. Of PreSth:Savitzky-Golayでの平滑化の繰り返し数
  4. 以上を実行すれば、スムーズしたスペクトルは、SETPara_DialogでのTableの次の行に、解析に用いるために名付けたP-Baseの名前の前にSthを付けて同様に記述し、AnalysisPanel2のNo.をSthの名前の付いた番号に合わせて、Displayを押せば表示されます。
  5. 二次微分も上記の4と同様で、SETPara_DialogでのTableの次の行に、解析に用いるために名付けたP-Baseの名前の前に、DSを付けて同様に記述し、AnalysisPanel2のNo.をDSの名前の付いた番号に合わせて、Displayを押せば表示されます。
  6. ※ ちょっとした使い方(AnalysisPanel2のAppend)
 これは図の上に、更に図を表示させるものです。AnalysisPanel2のNo.を変えて追加したい番号にし、displayを押すと追加されます。色を変えることができるので、色を変えて対比を行なってみてください。

■ データの解析の仕方2 (二次元マップ{Matrix}の作成方法)
  1. AnalysisPanel2で開いたOptionsパネルの中のSData-Transferを選択します。(これはテーブルと連動しています)
  2. Pso_SDataTrnsの各項目
    1. Wave name+AzimPara+Suffix:自動的に入れられているままでよいと思います。
    2. Output M/W name (…_XXX):不明
    3. Minimum Angle?:初めのwave番号(または角度)
    4. Maximum Angle?:終りのwave番号(または角度)
    5. With Anglar Interval of:取り入れるwaveのステップ数
    6. Angle of Normal Emission?:角度0とするwaveの番号
    7. X-axis?:X軸となるwaveの指定
    8. Fermi-edge?:入力すると点線でフェルミ端が記入される
    9. Is X-data Kinetic or Binding?:KineticにするとFermi-edgeで記入した値を0として自動的に計算してくれる。Bindingにすると0のところでフェルミ端を記入してくれる。(高い束縛エネルギー側が負の値{「-」}で表示される。これを特に処理する方法はないとのこと。パワーポインタなどで、白の四角い板を上から貼り付けるなどして修正してくださいとのこと)
    10. Wave or Matrix Data?:Matrixと選択して下さい。それ以外は不明です。
  3. AnalysisPanelのImage Manupilationを選択する。
  4. Image Manupilationの各項目(どうも全てのMatrixと連動しているみたいです。他のMatrixの変化に注意しましょう)
    1. Image Range (Adjust):Inverは階調が反転する。
    2. Line Profile:Horizontalは水平方向の強度を各縦軸の位置で見る事が出来ます。Verticalは垂直方向の強度を各横軸の位置で見る事が出来ます。
    3. Filter:3×3マスの各にそれぞれの名称で付けられた係数を掛けて総和し、3×3マスの中心の値にします。各種のフィルターで雑音レベルの凹凸を取り除いたりできます。
    4. Contrast Adjust:階調の程度を変えます。
    5. Histogram:不明
    6. Threshold:閾値を設定します(負の値から階調を付けて順に表示されます)。Inverを設定すると逆の表示になります(正の値から階調を付けて順に表示されます)。
  5. BandMappingを押して、設定をすれば、入射光子での運動量を加味した図を作成できます。Number of row[x] for matrix (MCD Mesh)はバンドマップの図でのピクセル(Mesh)の数。Number of columns[y] for matrix (EDC Mesh)はバンドマップの図でのピクセル(Mesh)の数。
  6. その他のoptionでの設定
    1. Division / FD はフェルミディラック関数を用いて処理をする場合に用いる。
  7. マクロで、FSmapping(Fermi Surface mapping)とBMmapping_NE(垂直角度分解用)のプログラムがある。(Bmmapping_NEでは、Minimum Angle? は入射光子の低い方のエネルギー、Maximum Angle? は入射光子の高い方のエネルギーを入力するのだそうです)
 
■ 従来までのメモ:垂直角度分解<使用方法を教えて頂くまでに考えた方法>
1. 一番の上の欄に1から今までロードしたwaveの一連の番号を入れる。
2. 下段以降は、それぞれのwaveを区分けするが、waveの名前は一連となるようにする。
3. 垂直のデータを取り出す場合は、Step数を設定して、同じ位置となるように取り出す。
4. Kumiマクロは未記入のところは飛ばさず、杓子定規にwaveの名前を呼び出すので、今のところ、これ以外に手法は思い浮かばない。

※ xyz データを z マトリクスへ変換する方法(http://www.hulinks.co.jp/support/igor/ip6_007.html)も参照しておくと良いだろう。
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■ 通常のigorの使い方
 
□ データの読み込ませ方と図の表示の仕方
 
  1. データ(D)⇒ウェーブをロード(L)⇒一般テキストをロード(G)、でデータを取り入れることができます。(一般テキストをロードでなくても対応するデータであればよいです)
  2. 対応するデータを読み込ませて、読み込み、を選択すれば良いです。
  3. その後、ウィンドウ(W)⇒新規グラフ(W)を選択して、XウェーブにX座標のデータを選択させ、YウェーブにY座標のデータを選択すればよいです。
  4. Yが複数ある場合には、ドラッグして一度に複数のY軸に対するデータでの図を描かせることができます。
  5. 追加を選択すれば、一つのグラフに異なるXとYのウェーブを読み込ませることが可能です。
 
□ より使いやすくするための環境設定の仕方
 
  1. よく使われる図を一つ作成します。(例えば、縦軸のラベルをINTENSITY / arb. units、横軸ラベルをKINETIC ENERGY / eVにする等です)
  2. その後、グラフ(G)⇒グラフ設定を保存(P)を選択し、対応するチェック項目を選択しておくと、次から作られるグラフは、1に示した図と同様のスタイルで作成されます。
 
□ 図の加工に便利な機能
 
  1. ctrl+i:図を読み取るポインタを出せます。2回押すと消えます。
  2. ctrl+t:図に書き込むためのツールが出ます。2回押すと消えます。
  3. ctrl+w:図を消します。
□ その他の便利な機能
 
  1. ctrl+j:コマンド入力型のウィンドウに飛びます。
  2. ctrl+s:saveで他のソフトでも良く使われます。
  3. ctrl+c:copyで他のソフトでも良く使われます。
  4. ctrl+p:printで他のソフトでも良く使われます。
□ グラフを描くのに便利な機能
 
  1. データのData Browserでは、New Folderで新しいフォルダを作って、赤の矢印でフォルダを指定することで、ファイルを使い分けてデータを処理することが可能となる。
  2. Browse Exptで、Browse Folder:を指定すると、他のexperimentを呼び出してデータを処理することができて前のデータを使いたいときなどに便利となる。(igor専用のデータとして書き出すようにすると、この機能はとても便利なものとなる)
 
□ 図の加工に便利な機能
 
  1. Data Browser:これはigorの中に記録されているデータを示しています。この中のwaveを消すことで、後から入力したデータを同じ名前で処理する事ができます。(間違ったデータを入力した場合等で用いる事が多いと思います)
  2. 名称未設定:このウィンドウは、いままで行なった行動が記録されています。一番下の段に、コマンドを入力することで、上記に示したようなデータの処理をすることができます。また、いままでと同様の処理を上の過去ログからcopyして実行させることで、同様の作業を他の図においても行なわせる事ができます。
 
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■ 便利なデータ集
  1. X線光電子分光でのデータベース
    1. XPS(X線光電子分光)データベース(http://techdb.podzone.net/
    2. NIST(http://webbook.nist.gov/chemistry/http://srdata.nist.gov/xps/
    3. X-Ray Data Booklet(http://xdb.lbl.gov/
    4. X-Ray Interactions With Matter(http://henke.lbl.gov/optical_constants/
    5. Photoionization cross sections(http://www.pa.uky.edu/~verner/photo.html)
    6. Photoionization cross sections(http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0092640X85900166)
  実験室系のXPSを用いているときには、特に重宝する。
 
  1. 原子構造のデータベース
    1. NIMS(http://mits.nims.go.jp/
  理論計算で必要な構造データや相図を得るのに重宝する。準結晶は完備されていないので、論文で調査することが必要。
 
  1. その他(ラマン分光などのデータベース)
       1. NIST(http://webbook.nist.gov/chemistry/

メモ
  1. より正確な垂直角度分解では、各入射光子のエネルギーで得られたバンドマッピングから、バンドの折り返し点など(たとえば、Γ点やN点など)のwaveを調べて、手作業で、そのwaveを各入射光子のエネルギーで取り出して処理するようです。(時間が掛かるのは仕方なさそうです)
  2. BL47XUにある角度積分型のKumiマクロでは、ウェーブスケーリングスを設定しないとAu EFフィットが上手く動作しない。
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 誤りの点、知っている点があれば、ご連絡下さい。今後ともより内容の充実を図っていきたいと思います。よろしくお願い致します。
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