XPS课程-数据处理及分峰步骤
【做计算 找华算】【干货】XPS数据的XPSPeak分峰以及Origin制图步骤
实验条件：样品用VG Scientific ESCALab220i-XL型光电子能谱仪分析。
激发源为Al KαX射线，功率约300 W。
分析时的基础真空为3×10-9 mbar。
电子结合能用污染碳的C1s峰（284.8 eV）校正。
X-ray photoelectron spectroscopy data were obtained with an ESCALab220i-XL electron spectrometer from VG Scientific using 300W AlKα radiat ion. The base pressure was about 3×10-9 mbar. The binding energies were referenced to the C1s line at 284.8 eV from adventitious carbon.处理软件：Avantage 4.15XPS数据考盘后的处理数据步骤Origin作图：1.open Excel文件，可以看到多组数据和谱图，一个sheet 对应一张谱图及相应的数据（两列）。
2.将某一元素的两列数据直接拷贝到Origin中即可作出谱图。
（注意：X轴为结合能值，Y轴为每秒计数）3. 如果某种元素有两种以上化学态，需要进行分峰处理时，按“XPS Peak 分峰步骤”进行。
XPS Peak分峰步骤1．将所拷贝数据转换成所需格式：把所需拟合元素的数据引入Origin后，将column A和C中的值复制到一空的记事本文档中（即成两列的格式，左边为结合能，右边为峰强），并存盘。
如要对数据进行去脉冲处理或截取其中一部分数据，需在Origin中做好处理。
2．打开XPS Peak，引入数据：点Data----Import(ASCII)，引入所存数据，则出现相应的XPS谱图。
3．选择本底：点Background，在所出现的小框中的High BE和Low BE下方将出现本底的起始和终点位置（因软件问题，此位置最好不改，否则无法再回到Origin），本底将连接这两点，Type可据实际情况选择。
20111129-XPS课程-数据处理及分峰步骤介绍
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C 1s分峰拟合-step 4-1
• 去背底：点background，出现Region 0窗口 • 输入High BE，Low BE（根据鼠标确定位置） • No. of Ave.Pts at end-Point：背底末端数据点平 均，一般默认 • Type一般选择：Shirley • Shirley＋Linear：一般默认（具体见step 3-2） • 点Accept，得到原始谱线（蓝色）+背底（黑色）
点addpeak出现peak0窗口并随机出现第一个小峰黑色点主窗口xpspeak每点一次addpeakpeaks中的数值会增加一个第一个峰为0第二个峰为1依次递增显示红色的小峰即为被激活的峰201120111111292912121s分峰拟合分峰拟合对激活的峰进行设置选择peaktype对应spdf轨道输入sosspinorbitsplittingpdf轨道输入positon根据鼠标确定位置输入fwhmfullwidthhalfmaximum半高峰宽理论值一般小于2ev随着结合能增加而略有增加输入area峰面积输入lorentziangaussian洛伦兹高斯函数比201120111111292913131s分峰拟合分峰拟合其他设置fix
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C 1s分峰拟合-step 4-2
• Shirley＋Linear：一般默认 ¾ 0表示只有shirley计算背底， ¾ 正值表示高结合能端直线比例较高，适用于 谱图在高结合能端背底能量较强， ¾ 负值相反，适用于谱图高结合能端背底能量 较弱 ¾ Optimise用于当shirley背底某些点高于信号强 度，程序会自动增加slope值直到shirley背底低 于信号强度
XPS分峰处理
实验条件：样品用VG Scientific ESCALab220i-XL型光电子能谱仪分析。
激发源为Al KαX射线，功率约300 W。
分析时的基础真空为3×10—9 mbar.电子结合能用污染碳的C1s峰（284。
8 eV)校正。
X-ray photoelectron spectroscopy data were obtained with an ESCALab220i—XL electron spectrometer from VG Scientific using 300W AlKα radiat ion. The base pressure was about 3×10-9 mbar。
The binding energies were referenced to the C1s line at 284。
8 eV from adventitious carbon.处理软件：Avantage 4.15XPS数据考盘后的处理数据步骤Origin作图：1.open Excel文件，可以看到多组数据和谱图，一个sheet 对应一张谱图及相应的数据（两列)。
2.将某一元素的两列数据直接拷贝到Origin中即可作出谱图。
（注意：X轴为结合能值，Y轴为每秒计数）3. 如果某种元素有两种以上化学态，需要进行分峰处理时，按“XPS Peak 分峰步骤”进行。
XPS Peak分峰步骤1．将所拷贝数据转换成所需格式：把所需拟合元素的数据引入Origin后，将column A和C中的值复制到一空的记事本文档中（即成两列的格式，左边为结合能，右边为峰强）,并存盘.如要对数据进行去脉冲处理或截取其中一部分数据，需在Origin中做好处理。
2．打开XPS Peak，引入数据:点Data-——-Import（ASCII)，引入所存数据，则出现相应的XPS谱图。
3．选择本底:点Background，在所出现的小框中的High BE和Low BE下方将出现本底的起始和终点位置（因软件问题，此位置最好不改，否则无法再回到Origin)，本底将连接这两点，Type可据实际情况选择。
XPS分峰的分析实例
材料Ｘ射线光电子能谱数据处理及分峰的分析实例例：将剂量为1?107ions/cm2，能量为45KeV的碳离子注入单晶硅中，然后在1100C退火2h进行热处理。
对单晶硅试样进行XPS测试，试对其中的C1s高分辨扫瞄谱进行解析，以确定各种可能存在的官能团。
分析过程：1、在Origin中处理数据?图1将实验数据用记事本打开，其中C1s 表示的是C1s电子，299.4885表示起始结合能，-0.2500表示结合能递减步长，81表示数据个数。
从15842开始表示是光电子强度。
从15842以下数据选中Copy到Excel软件B列中，为光电子强度数据列。
同时将299.4885Copy到Excel软件A列中，并按照步长及个数生成结合能数据，见图2图2将生成的数据导入Origin软件中，见图3。
图3此时以结合能作为横坐标，光电子强度作为纵坐标，绘出C1s谱图，检查谱图是否有尖峰，如果有，那是脉冲，应把它们去掉，方法为点Origin 软件中的Data-Move Data Points，然后按键盘上的?或?箭头去除脉冲。
本例中的实验数据没有脉冲，无需进行此项工作。
将column A和B中的值复制到一空的记事本文档中（即成两列的格式，左边为结合能，右边为峰强），并存盘，见图4。
图42、打开XPS Peak，引入数据：点Data--Import (ASCII)，引入所存数据，则出现相应的XPS谱图，见图5、图63、选择本底：点Background，因软件问题， High BE和Low BE的位置最好不改，否则无法再回到Origin，此时本底将连接这两点，Type可据实际情况选择，一般选择Shirley 类型，见图7。
图74、加峰：点Add peak，出现小框，在Peak Type处选择s、p、d、f等峰类型（一般选s），在Position处选择希望的峰位，需固定时则点fix前小方框，同法还可选半峰宽（FWHM）、峰面积等。
小木虫emuchnetX射线光电子能谱数据处理及分峰步骤
03
分峰步骤
初步分峰
初步分峰是X射线光电子能谱数据处理的第一步，主要是将原始谱图中的峰进行初步 的分类和识别。
在初步分峰中，需要确定每个峰的位置、强度和半高宽等参数，以便后续的参数调 整和优化。
初步分峰的结果可以为后续的优化分峰参数提供基础数据，提高分峰的准确性和可 靠性。
优化分峰参数
优化分峰参数是X射线光电子能谱数据处理的重要步骤，主要是对初步分峰结果中的参数进行优化和调 整。
未来研究可以进一步探索数据处理及分峰的新算法和技术， 以更好地满足实验需求，推动相关领域的发展。
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在优化分峰参数中，需要综合考虑每个峰的位置、强度、半高宽等参数，以及相邻峰之间的相互关系和 干扰因素。
通过调整参数，可以进一步提高分峰的准确性和可靠性，为最终的分峰结果分析提供更加准确的数据基 础。
最终分峰结果分析
最终分峰结果分析是X射线光电子能谱数据处理 的最后一步，主要是对优化后的分峰结果进行 分析和解释。
校准
对背景校正后的数据进行校准，确保 能量标度的准确性。
谱峰提取
阈值设定
根据信号强度设定阈值，提取出有效的谱峰信息。
峰位确定
通过拟合或识别算法确定谱峰的峰值位置。
谱峰拟合
拟合模型选择
选择合适的拟合模型，如高斯或洛伦兹函数，用于描述谱峰形状。
参数优化
通过迭代算法优化拟合参数，使拟合结果与实际数据相匹配。
手动调整
根据初步拟合结果，手动调整峰位和峰形， 确保每个峰都得到准确的拟合。
质量控制
检查分峰结果，确保每个峰都符合预期，并 对异常数据进行处理。
结果分析实例
元素定性分析
根据分峰结果，确定样品中存在的元素种类。
n1s xps的分峰
n1s xps的分峰一、XPS分峰基本概念及应用领域介绍XPS（X-ray Photoelectron Spectroscopy，X射线光电子能谱）是一种表面分析技术，通过测量从样品表面释放的光电子的能量和数量，来研究材料表面的化学组成和电子状态。
XPS分峰是指对XPS光谱进行峰形分析，从而获取不同元素或化学状态在样品表面的相对含量。
XPS分峰技术广泛应用于材料科学、化学、物理学、生物学等领域。
二、XPS分峰原理与操作步骤概述XPS分峰是基于光电子能谱原理，当X射线照射到样品表面时，光电子从表面逸出。
逸出光电子的能量与样品表面元素的结合能有关，通过分析光电子的能量分布，可以获得样品表面元素的种类和含量。
XPS分峰的操作步骤主要包括：样品准备、X射线照射、光电子收集与检测、数据处理与分析。
三、n1s峰在XPS分峰中的特点及解析方法1s峰是XPS光谱中的一种特征峰，对应于样品表面化学键的断裂。
在n1s 峰附近，通常会出现多个子峰，这些子峰的能量差异反映了不同化学状态或元素之间的差异。
对于n1s峰的解析，通常需要结合其他峰（如b1s、c1s等）进行，从而确定样品表面元素的种类、含量以及化学状态。
四、实例分析：利用n1s峰解析材料表面组成以金属氧化物为例，当金属氧化物表面存在多种化学状态时，可以通过分析n1s峰进行表面组成解析。
例如，在Fe3O4（磁铁矿）样品中，n1s峰可以分为两个子峰，分别对应于Fe2+（较低能量）和Fe3+（较高能量）两种化学状态。
通过比较不同化学状态的相对含量，可以了解样品表面的化学组成。
五、总结与展望：XPS分峰技术在材料研究中的应用前景XPS分峰技术在材料研究领域具有广泛的应用前景。
随着材料科学的发展，表面组成和界面性质对材料性能的影响日益凸显。
XPS分峰技术能够为材料表面组成和界面性质的研究提供有力支持。
此外，随着XPS仪器的不断升级和操作软件的完善，XPS分峰技术的精度和实用性也将得到进一步提升。
XPS分峰的基本过程
XPS数据分析基本过程
定性分析
首先扫描全谱，由于荷电存在使结合能升高，因此要通过C结合能284.6eV 对全谱进行荷电校正，然后对感兴趣的元素扫描高分辨谱，将所得结果与标准图谱对照，由结合能确定元素种类，由化学位移确定元素的化学状态，为了是结果准确在每一次扫描得结果分别进行荷电校正。
XPS谱图中化学位移的分析一般规律为：
1、原子失去价电子或因与电负性高的原子成键而显正电时，内层电子结合能升高。
2、原子获得电子而荷负电时，内层电子结合能减小。
3、氧化态越高，结合能越大。
4、价层发生某种变化时，所有内层电子化学位移相同。
5、对于XPS峰主量子数n小的壳层比n大的峰强，n相同的角量子数l大的峰强，n，l相同的j大的峰强。
定量分析
选取最强峰的面积或强度作为定量计算的基础，多采用灵敏度因子法，因为各元素产生光电子时的含量强度和含量不一定成正比，从而利用灵敏度因子对强度进行修正，其做法为：以峰边、背景的切线交点为准扣除背景，计算峰面积或峰强，然后分别除以相应元素的灵敏度因子法，就可得到各元素的相对含量，这个相对含量是原子个数相对含量即摩尔相对含量。
XPS图谱的分峰处理
由于在制备过程中外界条件不可能完全均匀一致，因而对于同一元素可能存在不同的化学态，而各化学态产生的峰又有可能相互重叠，这样就对定性、定量分析带来了不便，因而在进行数据分析时需要对可能存在重叠的峰进行分峰处理，目前有很多数据处理软件可以进行分峰运算，其原理都是利用高斯－洛沦兹函数，其中XPSpeak为一位台湾学者编写的程序，其采用图形用户界面（GUI），用于XPS分峰处理操作方便，简单易学。
XPS分峰操作步骤演示
利用软件：XPSPEAK
拿到XPS数据后，先进行电荷校正。
将xps峰数据转换成TXT格式：把校准之后的峰的数 据复制粘贴到空白的记事本文档中（结合能，峰 强）并保存。数据第一行前和数据最后一行后不 留空格
打开XPS Peak，导入数据：点Data----Import (ASCII)
调整峰位置、 面积，半峰宽 等直到拟合曲 线和原始峰吻 合
拟合：完成上述步骤之后，点Optimise region进行拟合， 查看拟合效果，可以多次点Optimise region。
保存，点save xps。下回要打开时点Open XPS就 可以打开这副图继续进行处理。
导出数据： Data――Print with peak parameters可打印带各峰参数的谱图。
Data――Export to clipboard，则将图和数据都复制到了剪贴上。
Data――Export （spectrum），则将拟合好的数据存盘，在 Origin中从多列数据栏打开，则可得多：点左上方Background，Type可以根据实 际情况选择，一般选择Shirley 类型。 然后点击 Accept
加峰：
点Add peak，在Peak Type处选择s、p、d、f等峰型，在 Position处选择希望的峰位，想固定峰的位置时则点fix前小 框，同理还可选半峰宽（FWHM）、峰面积等。点Delete peak可去掉峰。然后再点Add peak选第二个峰，如此重复。
[XPS]分峰的分析实例
![[XPS]分峰的分析实例](https://img.taocdn.com/s3/m/2abb1982b52acfc789ebc9fa.png)
材料Ｘ射线光电子能谱数据处理及分峰的分析实例例：将剂量为1 107ions/cm2，能量为45KeV的碳离子注入单晶硅中，然后在1100C高分辨扫瞄谱退火2h进行热处理。
对单晶硅试样进行XPS测试，试对其中的C1s进行解析，以确定各种可能存在的官能团。
分析过程：1、在Origin中处理数据图1将实验数据用记事本打开，其中C1s 表示的是C1s电子，299.4885表示起始结合能，-0.2500表示结合能递减步长，81表示数据个数。
从15842开始表示是光电子强度。
从15842以下数据选中Copy到Excel软件B列中，为光电子强度数据列。
同时将299.4885Copy到Excel软件A列中，并按照步长及个数生成结合能数据，见图2图2将生成的数据导入Origin软件中，见图3。
图3谱图，检查谱此时以结合能作为横坐标，光电子强度作为纵坐标，绘出C1s图是否有尖峰，如果有，那是脉冲，应把它们去掉，方法为点Origin 软件中的Data-Move Data Points，然后按键盘上的↓或↑箭头去除脉冲。
本例中的实验数据没有脉冲，无需进行此项工作。
将column A和B中的值复制到一空的记事本文档中（即成两列的格式，左边为结合能，右边为峰强），并存盘，见图4。
图42、打开XPS Peak，引入数据：点Data----Import (ASCII)，引入所存数据，则出现相应的XPS谱图，见图5、图6。
3、选择本底：点Background，因软件问题， High BE和Low BE的位置最好不改，否则无法再回到Origin，此时本底将连接这两点，Type可据实际情况选择，一般选择Shirley 类型，见图7。
图74、加峰：点Add peak，出现小框，在Peak Type处选择s、p、d、f等峰类型（一般选s），在Position处选择希望的峰位，需固定时则点fix前小方框，同法还可选半峰宽（FWHM）、峰面积等。
XPS 数据处理和分峰
移动结果
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同理再移动右边 每次移动小于7ev
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选择范围
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扣背景
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分峰
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优化后
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打开D盘找到txt文件
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Hale Waihona Puke 实用文档实用文档实用文档
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XPS 数据处理操作
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可以保证图谱保 存时，文本文件 也随时产生并保 存
点击
打开 谱图 处理
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可以看到各个元素的摩尔含量
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先选择要分峰的元素
分峰
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点击此处，出 现下面的窗口
然后点击
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移动
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xps中碳的分峰拟合,c=o
xps中碳的分峰拟合，c=o
在处理X射线光电子能谱（XPS）数据时，分峰拟合是一个常见的步骤，它用于解析复杂的峰形，并将它们分解成更基本的组成部分。
在XPS分析中，当碳（C）与其他元素形成化学键时，其结合能会发生变化，导致在谱图上出现多个峰。
对于C=O键，通常在XPS谱图上会出现一个对应于C 1s 电子的结合能峰。
这个峰的位置可能会受到分子中其他元素和键的影响，但通常位于约287-289 eV的范围内。
为了准确地确定C=O键的结合能，可以使用分峰拟合的方法。
分峰拟合的过程包括以下步骤：
1.选择合适的背景：首先，选择一个合适的背景扣除方法，以消除背景信号对峰形的影响。
2.选择峰形函数：选择一个或多个峰形函数（如高斯函数、洛伦兹函数或它们的组合）来拟合数据。
这些函数应该能够描述C=O键以及其他可能存在的化学键的峰形。
3.调整峰参数：调整每个峰的位置、宽度和高度，以便最好地拟合实验数据。
这通常是通过最小化拟合残差来实现的。
4.评估拟合质量：检查拟合结果的质量，确保它们与实验数据相符，并且没有引入不必要的复杂性。
5.解释结果：根据拟合得到的参数（如结合能、峰宽等），解释C=O键的化学环境和可能的相互作用。
请注意，分峰拟合是一个技术性和解释性都很强的过程，它可能受到多种因素的影响，包括仪器的分辨率、样品的复杂性以及分析者的经验。
因此，在进行分峰拟合时，建议参考相关文献和标准方法，以确保结果的准确性和可靠性。
【干货】XPS数据处理及分峰的分析实例
材料Ｘ射线光电子能谱数据处理及分峰的分析实例例：将剂量为1 107ions/cm2，能量为45KeV的碳离子注入单晶硅中，然后在1100C 退火2h进行热处理。
对单晶硅试样进行XPS测试，试对其中的C1s高分辨扫瞄谱进行解析，以确定各种可能存在的官能团。
分析过程：1、在Origin中处理数据图1将实验数据用记事本打开，其中C1s 表示的是C1s电子，299.4885表示起始结合能，-0.2500表示结合能递减步长，81表示数据个数。
从15842开始表示是光电子强度。
从15842以下数据选中Copy到Excel软件B列中，为光电子强度数据列。
同时将299.4885Copy到Excel软件A列中，并按照步长及个数生成结合能数据，见图2图2将生成的数据导入Origin软件中，见图3。
图3此时以结合能作为横坐标，光电子强度作为纵坐标，绘出C谱图，检查谱1s图是否有尖峰，如果有，那是脉冲，应把它们去掉，方法为点Origin 软件中的Data-Move Data Points，然后按键盘上的↓或↑箭头去除脉冲。
本例中的实验数据没有脉冲，无需进行此项工作。
将column A和B中的值复制到一空的记事本文档中（即成两列的格式，左边为结合能，右边为峰强），并存盘，见图4。
图42、打开XPS Peak，引入数据：点Data--Import (ASCII)，引入所存数据，则出现相应的XPS谱图，见图5、图63、选择本底：点Background，因软件问题， High BE和Low BE的位置最好不改，否则无法再回到Origin，此时本底将连接这两点，Type可据实际情况选择，一般选择Shirley 类型，见图7。
图74、加峰：点Add peak，出现小框，在Peak Type处选择s、p、d、f等峰类型（一般选s），在Position处选择希望的峰位，需固定时则点fix前小方框，同法还可选半峰宽（FWHM）、峰面积等。
XPS原始数据处理含分峰拟合
XPS 原始数据处理（含分峰拟合）1. XPS 高分辨谱可以拿到什么数据?般而言，大家在做高分辨谱的时候，是期望看到表面某些元素的电子结构信息,判断该元素的化学态以及所处的化学环境等等，进而说明样品的表面结构或其变化。
故此，XPS 的高分辨一定是有针对性的，所要测的元素也是大家很明了的。
在上一期我们说过，对于绝缘体或者半导体而言，具有荷电效应，因此除了大家 想要测的元素之外，一般测试的时候还需要测一个 C 的高分辨谱，用于荷电校正。
国内像XPS 这样的大型仪器一般都有专人进行测试，因此我们所得到的原始数据 般为xls 文件。
下图所示为PbQ 的XPS 原始数据，除了 Pb 0之外，还有C 的高 分辨谱以及各元素的半定量分析结果。
2. 荷电校正如何进行校正呢？上一期分享中我们已经说过，荷电校正一般将外来污染碳（284.8eV ）作为基准。
具体如何操作呢? 1）.计算荷电校正值。
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XPS分峰的分析实例
欢迎阅读材料Ｘ射线光电子能谱数据处理及分峰的分析实例例：将剂量为1?107ions/cm 2，能量为45KeV 的碳离子注入单晶硅中，然后在1100C 退火2h 进行热处理。
对单晶硅试样进行XPS 测试，试对其中的C 1s 高分辨扫瞄谱进行解析，以确定各种可能存在的官能团。
分析过程：1、在Origin 中处理数据中B 中4。
2、打开XPS Peak ，引入数据：点Data--Import (ASCII)，引入所存数据，则出现相应的XPS谱图，见图5、图63，图74、加峰：点Add peak，出现小框，在Peak Type处选择s、p、d、f等峰类型（一般选s），在Position 处选择希望的峰位，需固定时则点fix前小方框，同法还可选半峰宽（FWHM）、峰面积等。
各项中的constraints可用来固定此峰与另一峰的关系。
点Delete peak可去掉此峰。
然后再点Add peak 选第二个峰，如此重复。
在选择初始峰位时，如果有前人做过相似的实验，可以查到相应价键对应的峰位最好。
但是如果这种实验方法比较新，前人没有做过相似的，就先用标准的峰位为初始值。
最优化所有的峰位，然后看峰位位置的变化。
本例中加了三个峰，C元素注入单晶硅后可能形成C-C、C-Si和C-H三个价键。
根据这三个价键对应的结合能确定其初始峰位，然后添加。
具体过程见图8、9、10。
图8图9图105678Word点击Data――Export （spectrum），则将拟合好的数据存盘，然后在Origin中从多列数据栏打开，则可得多列数据，并在Origin中作出拟合后的图。
XPS能谱数据处理王博吕晋军齐尚奎能谱数据转化成ASC码文件后可以用EXCEL、ORIGIN等软件进行处理。
这篇文章的目的是向大家介绍用ORIGIN软件如何处理能谱数据，以及它的优势所在。
下面将分三部分介绍如何用ORIGIN软件处理能谱数据：1、多元素谱图数据处理2、剖面分析数据处理3、复杂谱图的解叠一、多元素谱图的处理：1、将ASC码文件用NOTEPAD打开：2、复制Y轴数值。