Dans le domaine de l'expérimentation de sources de rayonnement synchrotron et de la science des matériaux, la structure fine d'absorption des rayons X (XAFS) est une technique analytique de base pour l'étude de la structure atomique, de l'état chimique et des propriétés électroniques locales des matériaux. Cependant, les outils de traitement de données XAFS traditionnels ont des problèmes tels que des processus fastidieux, des algorithmes fermés, une mauvaise compatibilité Multi - formats, etc. Tablexafs est une plate - forme d'analyse de données interactive, open source et hautement efficace conçue pour les expériences XAFS afin de permettre aux chercheurs d'analyser rapidement des données expérimentales complexes grâce à des processus automatisés, des opérations visuelles et une modélisation multidimensionnelle.

Principales fonctionnalités de tablexafs:

1. Traitement automatisé des données de processus complet

Pré - traitement en un clic: prend en charge l'importation par lots du format de données principal de la source lumineuse Synchrotron, complète automatiquement les étapes de pré - traitement telles que l'étalonnage énergétique, la déduction de fond, la normalisation et autres.

Débruitage intelligent et interpolation: optimisation du rapport signal sur bruit basée sur des algorithmes d'apprentissage automatique, adaptés à l'analyse d'échantillons à faible concentration ou à signal faible.

2. Modélisation visuelle interactive

Rendu dynamique des cartes 3D: affichage 3D en temps réel des cartes exafs, xanes avec accélération GPU.

Opération d'ajustement de type drag: bibliothèque de modèle multi - physique intégrée, prend en charge l'utilisateur pour compléter l'ajustement structurel en faisant glisser la courbe paramétrique, vérifie intuitivement les paramètres de coordination, de longueur de clé, de désordre, etc.

3. Collaboration multiplateforme et intégration dans le cloud

Analyse Collaborative Cloud - end: les données et les modèles peuvent être synchronisés dans le cloud pour soutenir la collaboration Multi - nœuds en équipe.

Intégration de jupyternotebook: construction d'un système de vérification en boucle fermée "expérimental - informatique" en intégrant de manière transparente le calcul chimique quantique via l'API Python.

Avantages technologiques et innovation:

1. Algorithme open source et extensibilité

Le Code de base est développé sur le bimoteur python / Julia, le module algorithmique est open source et les utilisateurs peuvent personnaliser les paramètres d'optimisation ou intégrer de nouveaux modèles.

Fournit un kit de développement de plugin qui prend en charge la fonctionnalité d'extension d'agence tierce.

2. Optimisation de calcul haute performance

Réduisez les tâches d'ajustement exafs traditionnelles de plusieurs heures à l'échelle de la minute en utilisant le calcul parallèle Multithread avec l'accélération cuda.

Prise en charge du calcul en Cluster distribué, adaptation d'ensembles de données à très grande échelle.

3. Prise de décision assistée intelligente

Recommandation de structure ai: basé sur une base de données de matériaux et un modèle d'apprentissage profond, recommande automatiquement les modèles de structure possibles avec les valeurs initiales ajustées.

Visualisation de la propagation des erreurs: quantifiez l'incertitude des paramètres d'ajustement et évitez la sur - interprétation des données expérimentales grâce à une carte thermique d'intervalle de confiance avec une ellipse d'erreur.

Scénario d'application typique:

1. Caractérisation du catalyseur: analyse de l'évolution dynamique des sites actifs.

2. Étude des matériaux de la batterie: suivi des distorsions structurelles locales des métaux de transition pendant la charge et la décharge des batteries lithium - ion.

3. Sciences de l’environnement: quantification de la forme chimique et de l’environnement de coordination des contaminants de métaux lourds dans les sols / plans d’eau.

Conception de nanomatériaux: révéler l'influence des Ligands de surface des points quantiques sur l'espacement des atomes et la densité des états électroniques.