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XRD精修的那些事兒(2):精修結(jié)果都包括些什么?

發(fā)布時(shí)間:2021-01-15   來(lái)源:北達(dá)燕園微構(gòu)分析測(cè)試中心

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X射線粉末衍射精修在諸多文章中都有出現(xiàn),特別是一些無(wú)機(jī)材料體系。拿到一個(gè)可精修的數(shù)據(jù),精修完成之后能給出什么結(jié)果呢?一般說(shuō)來(lái),能給出以下幾個(gè)結(jié)果:

· Rietveld全譜擬合數(shù)據(jù),一般需要自己作圖;

· 精修輸出文件。包括擬合R因子(Rexp,Rwp,Rp,Rb,S2),密度,體積,質(zhì)量百分比等。S2在不同的軟件中的表示方法不一,基本有Gof,χ2兩種,本質(zhì)是一樣的;

· 晶胞參數(shù)等。主要包括空間群,晶胞參數(shù),晶面指數(shù),Z值等;

· 結(jié)構(gòu)參數(shù)。包括原子坐標(biāo),原子占有率,溫度因子(B)/熱振動(dòng)參數(shù)U。結(jié)構(gòu)參數(shù)與晶胞參數(shù)等構(gòu)成了cif文件的主要內(nèi)容。


粉末精修能輸出的一般結(jié)果


1. 全譜擬合圖
對(duì)于如圖2所示給出的精修全譜擬合圖,首先得明白各個(gè)部分所代表的含義。

· 黑色圓圈表示的原始數(shù)據(jù),即測(cè)試數(shù)據(jù);

· 紅色圖譜部分表示計(jì)算數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)理論模擬呈現(xiàn)的結(jié)果;

· 綠色部分表示以上兩者的差值。差值越小,線段越直,擬合結(jié)果也就越好。放大綠線中差值比較明顯的部分,可根據(jù)呈現(xiàn)出的不同形狀類(lèi)型,應(yīng)用于精修過(guò)程中不同的改進(jìn)策略;

· 藍(lán)色豎線表示布拉格位置。布拉格公式為:2dsinθ = nλ,因而對(duì)于一個(gè)已知空間群和晶胞參數(shù)的材料來(lái)說(shuō),布拉格位置已知,而和原子類(lèi)型無(wú)關(guān),這也是Le Bail 等全譜擬合的擬合基礎(chǔ),只考慮圖形參數(shù)即可。


全譜擬合作圖


2. 擬合優(yōu)度、晶胞參數(shù)等
對(duì)于這些參數(shù),文章中大都使用如下的表格形式體現(xiàn)。

粉末精修輸出的晶胞參數(shù)等結(jié)果

從上到下,依次為:

· 空間群;

· 晶胞參數(shù)a,b,c,α,β,γ ;

· 單胞體積;

· 單胞內(nèi)所含的化學(xué)單元數(shù)目。比如,Eu2(MoO4)3,Z = 4,則每個(gè)單胞中含有:8個(gè)Eu原子,12個(gè)Mo原子,48個(gè)O原子;

· 衍射數(shù)據(jù)2θ范圍;精修的參數(shù)數(shù)目;

· 四個(gè)R判據(jù)以及χ2,這里給出一些精修結(jié)果判據(jù)因子的數(shù)學(xué)公式

粉末精修幾種常見(jiàn)的數(shù)值判據(jù)


3. 結(jié)構(gòu)參數(shù)

結(jié)構(gòu)參數(shù)一般包括原子坐標(biāo),占有率和溫度因子/熱振動(dòng)參數(shù)。如下圖所示,以第一行為例:Eu原子坐標(biāo)為(0.3345(6), 0.3757(3), 0.4083(2)),括號(hào)中所列數(shù)字為偏差,即:x坐標(biāo)為0.3345 ± 0.0006,依次類(lèi)推。特殊位置的原子坐標(biāo)可以寫(xiě)成分?jǐn)?shù)形式,比如:1/3,3/4等等。

原子坐標(biāo)及各向同性熱振動(dòng)參數(shù)



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