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Fullprof模塊簡(jiǎn)介及精修相關(guān)問(wèn)題

來(lái)源：王小z XRD Refineme 時(shí)間：2020-05-31 09:11:27 瀏覽：9517次

本文授權(quán)轉(zhuǎn)載自王小z XRD Refinement

Fullprof模塊簡(jiǎn)介及精修相關(guān)問(wèn)題

Fullprof幾乎每年都會(huì)進(jìn)行更新，每個(gè)版本更新以及修改都可以在“FullProf_News_Year”中找到。最新的是在2020年5月更新的版本，全平臺(tái)支持，且加入了很多新功能。這里就其一些新功能進(jìn)行說(shuō)明。

1、PDF擬合

新版本基于F語(yǔ)言，加入了PDF擬合模塊（以前就有，該版本特別說(shuō)明）。依據(jù)CIF文件提前編寫好cfl文件，再調(diào)用終端窗口進(jìn)行運(yùn)行即可。這里只給出運(yùn)行的范例，對(duì)該功能與PDFget等的數(shù)據(jù)處理結(jié)果不進(jìn)行對(duì)比，有需要的小伙伴可以自己進(jìn)行分析比較。用于擬合的cfl文件有簡(jiǎn)單的參考模板，可依據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)。

2、層狀材料精修

Fullprof集成了FAULTS程序，該程序可用來(lái)計(jì)算缺陷層狀晶體的衍射強(qiáng)度。該工具已被廣泛用于解釋一維無(wú)序系統(tǒng)的衍射數(shù)據(jù)，其算法利用在隨機(jī)堆疊序列中發(fā)現(xiàn)的模式的遞歸性質(zhì)來(lái)計(jì)算發(fā)生在每個(gè)層散射的平均擾動(dòng)波函數(shù)。使用該軟件可以很好的對(duì)LixNi1:02O2 (x ≤0.3) ，設(shè)置精修時(shí)，直接設(shè)定每層的原子位置，精修結(jié)果如圖所示。

3、GLOpSAnn（Global Optimization by Simulated Annealing）

由粉末衍射數(shù)據(jù)獲得int文件，然后依據(jù)int文件執(zhí)行模擬退火獲得PbSO4的晶體結(jié)構(gòu)。int文件可通過(guò)Fullprof主程序獲得，設(shè)置好參數(shù)后，解析結(jié)構(gòu)獲得CIF文件所需時(shí)間為2分鐘，并直接給出BVS計(jì)算的鍵價(jià)結(jié)果；該程序相比Fullprof自帶的模擬退火功能，在編寫cfl后，加以鍵價(jià)的匹配，運(yùn)行速度會(huì)更快。

二、問(wèn)題講解

Fullprof作為一款免費(fèi)的晶體學(xué)軟件，其重要的功能便是粉末衍射精修，然而該軟件上手難，參考資料少，使用過(guò)程中總出現(xiàn)其特有的或是精修共有的一些問(wèn)題，這里收集了部分后臺(tái)留言問(wèn)題，根據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行解答分析，不當(dāng)之處請(qǐng)指正。

問(wèn)題1、峰型不對(duì)稱性如何修正？修正參數(shù)和GSAS的有何區(qū)別？

解釋：目前使用Fullprof進(jìn)行粉末衍射精修，X射線衍射峰描述使用的是經(jīng)驗(yàn)性的峰型函數(shù)“pseudo-Voigt”或者“Pearson VII”。該函數(shù)是不具備非對(duì)稱性的，非對(duì)稱性修正采用的是如下公式：

方法1：如果使用的是“pseudo-Voigt”函數(shù)，需要在pcr文件中AsyLim給定非對(duì)稱角度，代表修正低于給定角度的非對(duì)稱性。比如：AsyLim 40,即代表：修正40°以下的非對(duì)稱性。

此時(shí)，可修正的參數(shù)為 P1, P2, P3, P4。

修正前：

修正后：

具體在軟件中操作位置如下：

方法2：當(dāng)然，大家可能發(fā)現(xiàn)在GSAS中修正參數(shù)常見(jiàn)的是S/D，其實(shí)這是使用另外一種峰型函數(shù)?！?/span>Thompson-Cox-Hastings pseudo-Voigt convoluted with axial divergence asymmetry”，當(dāng)使用該函數(shù)描述峰型時(shí)，修正的參數(shù)即為S_L, D_L。對(duì)兩個(gè)參數(shù)的定義如下：S_L is source width/detector distance；D_L is detector width/detector distance。在軟件界面修正位置如下:

問(wèn)題2、描述衍射峰型的參數(shù)U、V、W以及Eta等應(yīng)該怎么選？

解答：峰型描述是粉末精修中的一個(gè)難點(diǎn)。峰型擬合的好壞直接影響精修結(jié)果，且峰型含有諸多信息。這里我們以經(jīng)驗(yàn) “pV”函數(shù)為例進(jìn)行說(shuō)明。

“pV”函數(shù)表達(dá)式如下：

方法：精修默認(rèn)初始值U = 0.004，V = -0.008，W = 0.006，Eta = 0, x = 0.018；這一系列數(shù)值是不能很好的描述常見(jiàn)的X衍射峰型的，因此對(duì)初始精修造成了一些困難，如果我們?cè)诰拗熬椭来笾碌姆逍蛥?shù)，再去精修，事情就會(huì)變得簡(jiǎn)單多了。Fullprof中的WinPLOTR可以實(shí)現(xiàn)我們的想法，具體操作如下：

1. 打開(kāi)WinPLOTR，打開(kāi)要精修的數(shù)據(jù)；

2. “Points Selection”——“Peak search”，選擇doublets；

3. “Calculations”——“Profile fitting”。進(jìn)行峰型擬合，運(yùn)行結(jié)束后如圖所示，此時(shí)，擬合結(jié)果一般，繼續(xù)擬合；

4. 峰型擬合一般，返回工作目錄下，打開(kāi).NEW文件，將“U、W、Eta”的Flag進(jìn)行修改，隨后進(jìn)行如下步驟：“Calculations”——“Fit with.NEW”，選擇修改后的.NEW文件，隨后選擇數(shù)據(jù)文件，運(yùn)行結(jié)果如下：此時(shí)，chi2 = 13.21;

5. 重復(fù)第四步，將“U、W、Eta、Bac.、以及FWHM”的Flag進(jìn)行修改，經(jīng)過(guò)多次循環(huán)，最終chi2 = 3.94,擬合結(jié)果如下圖所示，同時(shí)，峰型描述的初始值我們已經(jīng)得到，打開(kāi).NEW文件，找到U、V、W等參數(shù)，將該參數(shù)作為精修的初始參數(shù)即可。

問(wèn)題3、精修后數(shù)據(jù)如何導(dǎo)出？怎么作圖？

回答：這一步雖然不難，但是對(duì)于新手也算是一個(gè)盲點(diǎn)。精修完成后需要將數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出作圖，誰(shuí)不喜歡原創(chuàng)呢，誰(shuí)愿意截圖，涉及到的軟件為Origin。

1.精修完成之后，去精修目錄找到.prf文件，使用WinPLOTR打開(kāi)，打開(kāi)如下，默認(rèn)顯示四種數(shù)據(jù)，紅色框內(nèi)所示；

2. “File”——“Save data as”，選擇XYY格式，保存；

3. 將數(shù)據(jù)導(dǎo)入Origin，如下：

4. 全選所有數(shù)據(jù)，作圖使用“Line”模式，如下：

5. 選中圖形，右鍵“Ungroup”，將每個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)分；然后雙擊數(shù)據(jù)線進(jìn)行格式修改；

6. Yobs選中Scatter，顏色和樣式依據(jù)個(gè)人喜好，這里我選擇的是紅色圓圈；

7. 其余的Ycalc和Yobs-Ycalc都是line模式，顏色我這里選擇的分別是黑色和藍(lán)色；

8. Bragg_position，選擇Scatter，下拉選擇“小豎線”，修改顏色和粗細(xì)即可；修改后結(jié)果如下：

9. 最后調(diào)整一下字體，邊框粗細(xì)和坐標(biāo)范圍即可，最終結(jié)果如下；

10. 為了便于作圖，可將該圖形保存為模板，下次作圖一鍵使用模板即可，方便快捷。

免責(zé)聲明：本資源來(lái)源于王小z XRD Refinement，版權(quán)歸原作者所有，本文僅作交流學(xué)習(xí)之用，不作任何商業(yè)用途，若有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系刪除，謝謝理解！

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