以下文章來源于XRD Refinement?，作者王小z

同步輻射簡介

當(dāng)高能電子在磁場中以接近光速運(yùn)動時，如運(yùn)動方向與磁場垂直，電子將受到與其運(yùn)動方向垂直的洛侖茲力的作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)。帶電粒子作加速運(yùn)動時都會產(chǎn)生電磁輻射，因此這些高能電子會在其運(yùn)行軌道的切線方向產(chǎn)生電磁輻射。這種電磁輻射最早是在同步加速器上觀測到的，因此就稱作同步加速器輻射，簡稱同步輻射光。

據(jù)《宋會要》記載，早在公元 1054 年 7月，我國古代天文學(xué)家就觀測到金牛座中天關(guān)客星附近出現(xiàn)異象：“晝見如太白，芒角四出，色赤白，凡見二十三日?！盵1] 這是人類歷史上第一次詳細(xì)記載超新星爆發(fā)。這顆超新星爆發(fā)后的遺跡形成今夜星空的蟹狀星云。現(xiàn)代天文學(xué)家確認(rèn)該星云的輻射，正是爆炸產(chǎn)生的高能電子在星云磁場作用下的電磁輻射，也即同步輻射。

同步輻射作為光源，其主要特點(diǎn)可歸結(jié)為：

• 亮度高，譬如 X 光強(qiáng)度可以達(dá)實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)靶 X 光機(jī)的一萬倍甚至一百萬倍以上；

• 光譜連續(xù)且范圍寬，可從遠(yuǎn)紅外到硬 X 射線；

• 有時間結(jié)構(gòu)，一般同步輻射光脈沖的脈寬為幾十皮秒量級；

• 高準(zhǔn)直性。

通俗來講，可以粗略將同步輻射粉末衍射數(shù)據(jù)看作是特定波長的、能量極高的、分辨率極高的粉末衍射數(shù)據(jù)處理。

Jade中物相鑒定

2.1 導(dǎo)入數(shù)據(jù)，直接拖入即可。

2.2 設(shè)置衍射波長，這里測試數(shù)據(jù)使用線站的波長為0.6887 ?。

2.3 S/M檢索結(jié)果為P-3空間群的BaAl2Si2O8。接著去ICSD或者Findit等結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫下載對應(yīng)的CIF文件，構(gòu)建初始模型。

初始模型（pcr）

在獲得對應(yīng)的初始CIF后，進(jìn)行初始結(jié)構(gòu)模型構(gòu)筑。3.1?Edpcr → cif-pcr

進(jìn)入，默認(rèn)選項(xiàng)即可。

3.2?Patterns。設(shè)置數(shù)據(jù)類型和相應(yīng)的波長條件。

對于同步輻射數(shù)據(jù)，Lambda1 =Lambda2 。依據(jù)參考手冊Lambda字段。

其余參數(shù)按照前面推文所述設(shè)定，具體意義可查看手冊。保存即可得到初始的pcr文件? ? ? ? ?

圖形參數(shù)修正

一個X射線粉末衍射圖譜，主要由結(jié)構(gòu)參數(shù)和圖像參數(shù)兩種不同特性的參數(shù)貢獻(xiàn)。圖譜的峰形和位置主要由圖形參數(shù)決定，圖譜積分強(qiáng)度主要由結(jié)構(gòu)參數(shù)決定。精修時可分兩步進(jìn)行，先修正圖形參數(shù)，第二步再修正結(jié)構(gòu)參數(shù)。Fullprof提供了一種 Profile Matching模式，先對圖形參數(shù)進(jìn)行修正。設(shè)置Jbt = 2。

4.1?設(shè)置Jbt =2，保存。設(shè)置精修輪數(shù)為20，運(yùn)行如下：

放大區(qū)域，觀察計(jì)算譜與差值線，可以看出計(jì)算峰位偏右，即晶胞參數(shù)過小。開始修正晶胞參數(shù)。

4.2?Cell Para. — Cell Para. + Zreo

經(jīng)過多輪的晶胞參數(shù)零點(diǎn)修正，如下，衍射峰位置對齊程度明顯改善，chi2數(shù)量級降低。

4.3?Bac. 1 + 2 + 3

簡單背底，使用默認(rèn)的多項(xiàng)式函數(shù)描述即可。此后，chi2 = 439。

4.4?FWHM → W

4.5?Eta_0 → W → U → W+U → Bac 1,2,3,4,5,6 （需多次）

此時，

U 0.044478

V -0.000916

W 0.000477

4.6?Bac.

此后，修峰型參數(shù)均變化不大，放大發(fā)現(xiàn)，選擇的多項(xiàng)式擬合背底為直線；而在數(shù)據(jù)中2 — 16°背底為凸起寬包。此時，換背底函數(shù)。

兩種方法：一為增加描述背底的多項(xiàng)式次數(shù)；二為手動修正背底，再進(jìn)行擬合。這里選擇手動背底方式，然后對Bac.擬合，結(jié)果如下：

結(jié)構(gòu)參數(shù)修正

5.1?Scale

在圖形參數(shù)修正基本完成后，開始對結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行修正。修改Jbt = 0，修Scale因子。

5.2?Atoms Coord. + Overall B

結(jié)構(gòu)參數(shù)，主要有原子坐標(biāo)，占有率，溫度因子等。依次對原子坐標(biāo)進(jìn)行修正，從重原子至輕原子。

并設(shè)置Al原子和Si原子在對稱位置。（z坐標(biāo)和為1）

pcr部分如下（由于編排原因，對文件間距進(jìn)行了調(diào)整）：

!Atom ?Typ ? X ? Y ? Z ? Biso ? Occ?

In Fin N_t Spc /Codes

Ba1 ?Ba ? 0.0000? 0.0000? 0.0000? ?0? ?0.15667

0 ? 0 ? 0 ? ?0?

0.00 ? ? 0.00 ? ? 0.00 ? ? 0.00 ? ? ?0.00

Al1? Al ? ?0.3333??0.6667? 0.2887? 0? ?0.33333

0 ? 0 ? 0 ? ?0??

0.00 ? ? 0.00 ??-11.00?? ? 0.00 ? ? 0.00

Si1 ?Si ? ?0.3333? 0.6667? 0.7112? 0? ?0.33333

0 ? 0 ? 0 ? ?0??

0.00 ? ? 0.00 ? ?11.00?? ? 0.00 ? ? ?0.00

O1? O? ? ?0.3333? 0.6667? 0.5123? 0? ?0.33333

0 ? 0 ? 0 ? ?0??

0.00 ? ? 0.00 ? ?21.00 ? ? 0.00 ? ? ?0.00

O2 ?O? ? ? 0.9876? 0.4351? 0.2075? 0? ?1.00000

0 ? 0 ? 0 ? ?0??

31.00 ? ?41.00 ? ?51.00 ? ? 0.00 ? ?0.00

最終精修品質(zhì)因子為：

Rp: 5.04；Rwp: 6.92；Rexp: 2.07；Chi2: 11.1；S = 3.34.

chi2偏大，個人認(rèn)為主要原因有二：一為計(jì)數(shù)高的衍射強(qiáng)度（1.6 * 105），計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)不再是主要的誤差[2]**；其二為衍射數(shù)據(jù)存在第二相，在縱坐標(biāo)為SQR表示方法下，可以看出，有很多第二相的衍射峰（綠色框）。該數(shù)據(jù)還可進(jìn)行第二相處理，達(dá)到更好的效果?。?*該原因目前有爭議）

作圖并給出結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)表格：

[1] 維基百科。https://zh.wikipedia.org/wiki/SN_1054

[2]?梁敬魁. 粉末衍射法測定晶體結(jié)構(gòu)[M]. 科學(xué)出版社, 2011.

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