教程:怎樣為贗電容CVs擴(kuò)充相同電位數(shù)據(jù)量
感謝京都大學(xué)的楊博士給予贗電容k1Tool擬合工具高度評(píng)價(jià)!

贗電容擬合需要在相同的電位下,對(duì)5條以上的CV電流數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合。k1Tool快速擬合工具,也是基于這個(gè)算法,通過(guò)JavaScript編程實(shí)現(xiàn)的。(文末有k1Tool不同版本的網(wǎng)址鏈接)
然鵝,實(shí)際測(cè)試時(shí),因不同的測(cè)試儀器而異,在不同的掃描速度(例如0.2,0.4,0.6,...,1 mV/s)下,得到的CV數(shù)據(jù)中數(shù)據(jù)行數(shù)是不一致的,這樣無(wú)法共用相同的電位數(shù)據(jù)列。

今天,譚編給大家總結(jié)兩種方法,來(lái)確保贗電容擬合所需CV曲線數(shù)據(jù)具有相同的行數(shù)。
1. 儀器參數(shù)的設(shè)置技巧
有些儀器可以通過(guò)以下兩種設(shè)置實(shí)現(xiàn)不同掃速CV數(shù)據(jù)具有相同的行數(shù)。
(1)設(shè)置采樣率:1 mV/point
例如從1~0V范圍掃描(一圈CV共2000 mV),雖然不同掃速測(cè)試一圈所需的時(shí)間不同,但是2000 mV÷1 mV/point=2000 points
(2)梯度采樣法
感謝楊博提出的另一種測(cè)試參數(shù)設(shè)置的方法,譚編稱之為“梯度采樣法”。

也就是讓掃速與采樣率的乘積相等,例如:
0.1 mV/s× 200 s/點(diǎn)=20mV/point
0.2 mV/s×100s/點(diǎn)=20mV/point
0.5 mV/s×40s/點(diǎn)=20mV/point
總之,這兩種方式,其實(shí)都是設(shè)置采樣率(mV/point)。
2. Origin軌跡插值法補(bǔ)全數(shù)據(jù)
首先,復(fù)制數(shù)據(jù)。
從Excel將不同CV(具有單獨(dú)的電位數(shù)據(jù)列)拷貝到Origin的空數(shù)據(jù)表中,按Ctrl并點(diǎn)擊多選各個(gè)電位列,再右鍵set as X。

然后,進(jìn)行軌跡插值
選中某一圈數(shù)據(jù),選擇菜單Analysis-Mathematics-Trace Interpolation(軌跡插值)。

注意:在彈窗中有個(gè)input和Output分別是源數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù),需要將Output改為“[Book1]Sheet2!(A,B)”,可以從input中復(fù)制過(guò)來(lái)修改為Sheet2,這樣可以新建一個(gè)Sheet2數(shù)據(jù)表,而且經(jīng)過(guò)一系列這樣的操作之后,會(huì)產(chǎn)生一個(gè)補(bǔ)全數(shù)據(jù)之后的與sheet1表結(jié)構(gòu)相同的數(shù)據(jù)表。
另外,需要修改我們想要擴(kuò)充的數(shù)據(jù)行數(shù)(看原數(shù)據(jù)中行數(shù)最多的那個(gè)單元格所在的行數(shù)),去除勾選,填入2004(本文的數(shù)據(jù)最多有2004行)。確定即可,對(duì)其他需要擴(kuò)充數(shù)據(jù)的兩列數(shù)據(jù)進(jìn)行相同的操作。
到這里,你可能會(huì)疑問(wèn)了,這樣處理的曲線還是吻合的嗎?
譚編將處理前后的某一條CV繪制出圖看看,為了好看,譚編將某條曲線向上平移挪開(kāi)對(duì)比一下,是吻合的。

最后,整理共用電位E列的數(shù)據(jù)表
按下Ctrl不放,點(diǎn)擊每列電位數(shù)據(jù)的表頭,實(shí)現(xiàn)多選、挑選第一列公共電位和后續(xù)的每一組CV的電流數(shù)據(jù)列。Ctrl+C復(fù)制,然后在新的表格中按Ctrl+V粘貼即可。

這里有個(gè)小問(wèn)題,通過(guò)軌跡插值后,我們才有第一組CV的電位作為公共電位數(shù)據(jù)列后,繪制的CV曲線好像變形了(如上面動(dòng)圖的最后幾幀所示)。所以,這個(gè)方法還是不準(zhǔn)確。
譚編對(duì)插值前后的電位和誤差率繪圖如下,誤差還是很大的,還是建議大家采用儀器參數(shù)的設(shè)置比較準(zhǔn)確。

關(guān)于贗電容k1Tool,目前有三個(gè)成熟的版本2.0、2.5和2.6,分別為完整曲線(可能會(huì)出現(xiàn)擬合交叉)、跳點(diǎn)擬合、棄點(diǎn)擬合(拋棄R2<0.95,避免交叉) 。
k1Tool的網(wǎng)址分為本刊服務(wù)器和阿里云服務(wù)器,本刊服務(wù)器在北京時(shí)間晚八點(diǎn)到次日早八點(diǎn)期間,校外IP是限制訪問(wèn)的,需要輸入學(xué)工號(hào)和密碼訪問(wèn);阿里云服務(wù)器不受影響。
k1Tool V2.0
http://journal.scnu.edu.cn/editortan/cc/
http://www.upub.online/cc/
k1Tool V2.5
http://journal.scnu.edu.cn/editortan/cc/v2.5
http://www.upub.online/cc/v2.5
k1Tool V2.6
http://journal.scnu.edu.cn/editortan/cc/v2.6
http://www.upub.online/cc/v2.6
歡迎大家使用和反饋使用中遇到的問(wèn)題,譚編將繼續(xù)優(yōu)化升級(jí)該工具。
另外,大家若有其他工作量大的數(shù)據(jù)處理與繪圖,也可以告訴譚編,譚編將開(kāi)放出類似的快捷小工具,供廣大科研人員免費(fèi)使用。
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