01. Overview This MDR XAFS DB is an integrated database of XAFS spectral data provided by the participating institutions in this project. The metadata ("local metadata") and data formats used by each institution have many points in common, but there are also differences. This readme summarizes the status of data provided by each institution (02. Statistics), basic data format and related information (03. Data Format), results of analysis of local metadata (04. Metadata Analysis Results), status of absorption edge collection (05. Absorption edge information), and energy callibration rules of each institution (06. Energy Calibration). 02. Statistical information As of April 2023, the MDR XAFS DB contains XAFS spectra of 2,263 samples. The number of data provided by each institution is Industrial Application and Partnership Division, SPring-8: 1,757 Ritsumeikan SR Center, Ritsumeikan University: 75 Hokkaido University, Institute for Catalysis: 206 Photon Factory, KEK: 136 Aichi SR, Aichi Synchrotron Radiation Center: 72 SAGA-LS, Kyushu Synchrotron Light Research Center: 24 Deleted data: -7 (in order of registration). Detailed statistics, including registration history, are compiled in machine-readable format; see 02_statistics.zip. 03. Data format The MDR XAFS DB combines the spectra of each sample and related information such as metadata into a single "work". In other words, the database currently contains 2,263 works. The content of each work varies (e.g., some include reference spectra and some do not), but the basic data format is generally determined by the providing institution. The data format and reference materials for each institution are in the order of the institutions listed in 02. above: 03_data_format_SP8.zip 03_data_format_Rit.zip 03_data_format_Hok.zip 03_data_format_KEK.zip 03_data_format_Aichi.zip 03_data_format_SAGA.zip 04. Metadata analysis The metadata analysis results for "sample" from each institution's data are summarized here for reference in the reuse of data in materials science. Information on sample suppliers, model numbers, and material IDs in external databases contribute to the reliability of the data. Analysis results for each institution metadata_analysis_SP8.txt metadata_analysis_Rit.txt metadata_analysis_Hok.txt metadata_analysis_KEK.txt metadata_analysis_Aichi.txt metadata_analysis_SAGA.txt are combined into one file as 04_metadata_analysis.zip. 05. Absorption edge information MDR XAFS DB aims to collect spectra of as many elements as possible as a multi-institutional collaborative database. The current collection status of K-edge and L-edge spectra is summarized in edge_list.xlsx (total and breakdown of each institution). Cells of absorption edge elements not yet registered in the database are colored yellowish green. If your institution has spectra of unregistered absorption edge elements, we would appreciate it if you could provide them to us. Unregistered data with different energy resolutions (orange cells) are also welcome. In addition, a full spectrum diagram overlooking the collection status is available at big_spectra_yyyymm.png where yyyy is the year and mm is the month. This diagram is designed to give a bird's eye view of the absorption edge information. It is not designed to analyze the position or shape of the spectrum. The same information is shown in the histogram and periodic table color map below. edge_hist_yyyymm.png edge_hist_ptbl_yyyymm.png edge_K_ptbl_yyyymm.png edge_L_ptbl_yyyymm.png The use of the figure is "Attribution-NonCommercial-ShareAlike" (the data may be used under the conditions that the source is clearly indicated, the data is used for noncommercial purposes, and the same terms of use elements as the original data are given). When citing a figure, please clearly indicate the source. This figure was designed by M. Shimizu and M. Ishii based on data from the MDR XAFS DB (https://doi.org/10.48505/nims.1447). This information is compiled in 05_edge_information.zip and included in this work. 06. Energy Calibration A common problem in XAFS measurements is the definition of absolute energy values. Each absorption edge energy is difficult to define clearly due to the unique spectral structure of XAFS. On the other hand, if some superposition rules are defined, comparative analysis is possible in principle, even if absolute values are not known. Currently, MDR XAFS DB offers the following two energy calibration methods: (1) A method to match the angle (energy) of the monochromator to a specific absorption peak (2) A method to register the spectra of a reference sample together. (1) is used for data in the soft X-ray region at Ritsumeikan University. For example, in the XAFS measurement of Ca K-edge, Ca(OH)2 is used as a reference sample and the maximum value of its white line is defined as 4038.54 eV. Although the pre-edge peak of Cu K-edge is often used for calibration in the hard X-ray region, the set value differs among institutions: Aichi SR 12.7183 deg (8980.52 eV) SAGA-LS (BL11) 8981.3 eV It should be noted that these set values are different from the rules of Japan Synchrotron Radiation Research Institute, which are detailed in 03_data_format_SP8. Please also refer to the metadata.yml file and use it with caution when analyzing the data. (2) is uniformly defined with respect to the data of JASRI. Some reference data are also provided in the Hokkaido University data. The rules for describing the files can be found in 03_data_format_Hok. 07. Data federation MDR XAFS DB allows advanced searching and data integration with external databases using Semantic Web technologies. The schema and vocabulary definitions used there can be found at https://dice.nims.go.jp/ontology/about.html#mdr-xafs-ont To use the Resource Description Framework (RDF) created based on this definition, please download the following folder. 07_data_federation.zip The currently released subprojects is as follows toPubChem_subproject A subproject to link the MDR XAFS DB for organic materials with the data in PubChem. This folder contains RDF as well as linkage diagrams and SPARQL (SPARQL Protocol and RDF Query Language) examples. 08. Definition of X-ray absorption fine structure spectroscopy Preferred Name X-ray absorption fine structure spectroscopy Synonyms XAFS X-ray absorption fine structure spectrometry X-ray absorption fine structure (EXAFS) measurements Definitions X-ray absorption spectroscopy where changes in the X-ray absorption coefficient around the absorption edge (the part of the spectrum where the incident X-ray energy matches the binding energy of an electron) are measured as a function of incident X-ray energy. ID CHMO:0000299 Vocabulary ID https://matvoc.nims.go.jp/entity/Q386 Chemical Methods Ontology (CHMO) information Ontology IRI: http://purl.obolibrary.org/obo/chmo.owl Version IRI: http://purl.obolibrary.org/obo/chmo/releases/2022-02-17/chmo.owl Ontology ID: chmo Version: 2022-02-17 01. 概要 本MDR XAFS DBは本プロジェクト参画機関から提供いただいたXAFSスペクトルデータを統合したデータベースです。各機関で使用しているメタデータ（以下「ローカルメタデータ」）やデータ形式は、共通点が多いですが、異なる点もあります。ここでは、各機関からのデータ提供状況（02. 統計情報）、基本的なデータ形式と関連情報（03. データ形式）、各機関のローカルメタデータの解析結果（04. メタデータ解析結果）、吸収端コレクションの状況（05. 吸収端情報）、各機関のエネルギー校正のルール（06. エネルギー校正）をまとめてあります。 02. 統計情報 2023年4月現在、MDR XAFS DBには2,263の試料のXAFSスペクトルが収録されています。機関ごとの提供データ数は Industrial Application and Partnership Division, SPring-8: 1,757 Ritsumeikan SR Center, Ritsumeikan University: 75 Hokkaido University, Institute for Catalysis: 206 Photon Factory, KEK: 136 Aichi SR, Aichi Synchrotron Radiation Center: 72 SAGA-LS, Kyushu Synchrotron Light Research Center: 24 Deleted data: -7 です（登録順）。登録履歴を含む詳細な統計情報は、機械可読な形式でまとめてあります。02_statistics.zipをご覧ください。 03. データ形式 MDR XAFS DBでは、各試料のスペクトルとメタデータなどの関連情報を一つにまとめて、"1 work"としています。すなわち、現在このデータベースには2,263 workが収録されています。各workの内容は様々（例えばリファレンス測定を含むもの・含まないものなど）ですが、概ね提供機関ごとに基本的なデータ形式が決まっています。各機関のデータ形式と参考資料は上記02.の機関の順に 03_data_format_SP8.zip 03_data_format_Rit.zip 03_data_format_Hok.zip 03_data_format_KEK.zip 03_data_format_Aichi.zip 03_data_format_SAGA.zip にまとまっています。 04. メタデータ解析結果 材料科学におけるデータの再利用の参考に、各機関のデータの「試料」に関するメタデータの解析結果をまとめてあります。試料のサプライヤーや型番、外部データベースの材料IDの情報は、データの信頼性に寄与しています。各機関の解析結果 metadata_analysis_SP8.txt metadata_analysis_Rit.txt metadata_analysis_Hok.txt metadata_analysis_KEK.txt metadata_analysis_Aichi.txt metadata_analysis_SAGA.txt を一つにまとめ、04_metadata_analysis.zipとして収録しています。 05. 吸収端情報 MDR XAFS DBは多機関連携データベースとして、できるだけ多くの元素のスペクトルの収集を目指しています。現在のK吸収端、L吸収端の収集状況を edge_list.xlsx にまとめてあります（総計と各機関の内訳）。データベースに未登録の吸収端元素のセルは黄緑になっています。未登録の吸収端のスペクトルをお持ちの機関は、ご提供いただければ幸いです。エネルギー分解能が異なる未登録データ（橙のセル）も歓迎いたします。 また、収集状況を俯瞰する全スペクトル図が big_spectra_yyyymm.png にまとめてあります。yyyyは年、mmは月を表し、その年月時点での状況となります。この図は、吸収端情報を俯瞰するためのデザイン図です。スペクトルの位置や形状を分析することはできません。 同じ情報を棒グラフと周期律表のカラーマップで示したものが edge_hist_yyyymm.png edge_hist_ptbl_yyyymm.png edge_K_ptbl_yyyymm.png edge_L_ptbl_yyyymm.png にまとめてあります。 これらの図の利用は、「表示－非営利－継承」（出所の明示、非営利目的での利用及び元データと同じ利用条件要素を付与することを条件に利用することが可能）です。図を引用する場合は出典を明示して下さい。 文例： This figure was designed by M. Shimizu and M. Ishii based on data from the MDR XAFS DB (https://doi.org/10.48505/nims.1447). これらの情報は、05_edge_information.zipにまとめて本workに収録してあります。 06. エネルギー校正 XAFS測定に共通の問題として、エネルギーの絶対値の定義があります。各吸収端エネルギーは、XAFS固有のスペクトル構造により明確な定義を難しくしています。一方で、何らかの重ね合わせのルールを決めておけば、絶対値は分からなくても、原理的に比較分析は可能になります。現在、MDR XAFS DBでは、以下の二通りのエネルギー校正方法を提示しています： (1) 特定の吸収ピークに、モノクロメータの角度（エネルギー）を合わせる方法 (2) 参照試料のスペクトルを一緒に登録する方法 (1)は、立命館大学の軟X線領域のデータで使われています。例えばCa K-edgeのXAFS測定では、Ca(OH)2を標準試料として、そのホワイトラインの最大値を4038.54 eVと定めています。 硬X線領域ではCu K-edgeのプリエッジピークが校正に用いられることが多いものの、各機関で設定値が異なり あいちSR 12.7183 deg (8980.52 eV) SAGAーLS（BL11） 8981.3eV となるように定めています。これらの設定値は、03_data_format_SP8に詳細が記載されている高輝度光科学研究センターのルールと異なることに注意が必要です。 これらの機関の各データで採用された校正の詳細は、各Workのページでダウンロードできる metadata.yml も参照して、解析には十分注意してご利用ください。 (2)は高輝度光科学研究センターのデータに関して、統一的に定められています。そのルールと関係資料は 03_data_format_SP8 をご覧ください。 北海道大学のデータでも、参照データが登録されているものがあります。ファイルの記載ルールは 03_data_format_Hok をご覧下さい。 07. データ連携 MDR XAFS DBでは、セマンティックウェブ技術を使って、高度な検索や外部のデータベースとのデータ連携が可能です。そこで使われるスキーマや語彙の定義は、 https://dice.nims.go.jp/ontology/about.html#mdr-xafs-ont をご覧ください。この定義に基づいて作成されたRDF（Resource Description Framework）の利用は、以下のフォルダをダウンロードしてください。 07_data_federation.zip 現在公開されているサブプロジェクトは、以下の通りです。 toPubChem_subproject MDR XAFS DBの有機系の材料について、PubChemに収録されているデータと連携させるサブプロジェクト このフォルダーには、RDFのほか、連携図とSPARQL（SPARQL Protocol and RDF Query Language）例が格納されています。 08. X線吸収微細構造の定義 Preferred Name X-ray absorption fine structure spectroscopy Synonyms XAFS X-ray absorption fine structure spectrometry X-ray absorption fine structure (EXAFS) measurements Definitions X-ray absorption spectroscopy where changes in the X-ray absorption coefficient around the absorption edge (the part of the spectrum where the incident X-ray energy matches the binding energy of an electron) are measured as a function of incident X-ray energy. ID CHMO:0000299 語彙ID https://matvoc.nims.go.jp/entity/Q386 Chemical Methods Ontology (CHMO) information Ontology IRI: http://purl.obolibrary.org/obo/chmo.owl Version IRI: http://purl.obolibrary.org/obo/chmo/releases/2022-02-17/chmo.owl Ontology ID: chmo Version: 2022-02-17