240 likes | 374 Views
Zpracov ání práškového difraktogramu. 1. Sběr dat 2. Úprava dat 3. Korekce na instrumentální faktory 4. Profil ová analýza 5. Interpreta ce. konvenční difraktometry speci á l ní goniometr y ( textury-napětí , tenké vrstvy , ...). konvenční rtg lampy rota ční anody
E N D
Zpracování práškového difraktogramu 1. Sběr dat 2. Úprava dat 3. Korekce na instrumentální faktory 4. Profilová analýza 5. Interpretace • konvenční difraktometry • speciální goniometry (textury-napětí, tenké vrstvy, ...) • konvenční rtg lampy • rotační anody • synchrotronové záření • bodové detektory • polohově ctivlivé detektory
Profilovéparametry Poloha s0 Výška I0 Integrální intenzita (integrated intensity) Pološířka (FWHM) Integrální šířka (integral breadth) Momenty Fourierovy koeficienty Určení Přímá analýza Aproximace analytickými funkcemi – „fitování“
Přímá analýza 1. Separace pozadí 2. Vyhlazení 3. Korekce na úhlově závislé fakory (Lorentz, polarizační, strukturní, TDS) 4. Separace složky K2 (Rachinger; Ladell, Zagofsky,Pearlman) případně s určením poměru I(2)/I(1) 5. Vyhlazení 6. Určení charakteristických profilových parametrů experimentálního profilu h 7. Korekce na instrumentální faktory Problémy: šum, uříznutí profilů
Aproximace analytickými funkcemi Aproximace celého záznamu(total pattern fitting) • Rietveldovametoda(strukturní, profilové, instrumentální parametry) • Bez vazby na strukturu [Toraya, Langford] • Zahrnutí reálné struktury [Scardi] Fitování po segmentech • Analytické funkce pro fitování h bez vztahu ke struktuře • Analytické funkce zahrnující konvoluci f*g • Analytické funkce zahrnující konvoluci f*g amikrostrukturní parametry [Houska] Rafinované parametery : Výška píku Poloha píku Šířka píku Tvar píku Asymetrie píku Problémy: předurčení tvaru
Analytickéfunkce Cauchy (Lorentz) Cauchy*2 Gauss Pearson VII Voigt pseudo-Voigt Racionální lomená
Pearsonova funkce A4 = 1 A4 = 2 A4 = 5 A4 = 0.5 A4 = 10
Pseudo-Voigtova funkce A4 = 0.5 A4 = 0 A4 = 1
Analytickéfunkce V normovaném tvaru Fourierova transormace Cauchy (Lorentz) Cauchy*2 Gauss Pearson VII Voigt pseudo-Voigt
Součet pro dvě složky Ka1 a Ka2 případně Ka3,4 Funkce pro multiplet Příklad: Pearson VII ~ 1 ~ 1 Poměr intenzit Ka2/ Ka1~ 0.5 [L. K. Frevel: Powder Diffraction v. 2, no. 4, 1987]
Celková funkce m parametrů, m = m0n + 2 LS metoda nejmenších čtverců Minimalizace gradient Iterace Problémy Výběr počátečních parametrů Výběr h, C
Levenbergova-Marquardtova metoda Matice citlivosti váhy Diagonální matice Simplex Kontrola parametrů Fixace parametrů Vazba parametrů
Měřený profil h = g * f experimentální fyzikální??????? instrumentální Dekonvoluce • Stokesova metoda(Fourierova transformace) • Integrálnírovnice (iterační metoda) • Sekvenční metoda • Systém lineárních rovnic • Regularizační metody • Integro-diferenciálnírovnice[Wiedemann, Unnam, Clark 1987] • Aproximace analytickými funkcemi (Voigtova funkce) • Momenty (variance Mf = Mh - Mg)
Rietveldova metoda První prezentace – 7. Kongres IUCr v Moskvě 1966R. A. Young: The Rietveld method, IUCr, Oxford University Press, 1993 strukturní, profilové, instrumentální parametry Pozadí hkl Absorpční faktor Profil Lorentzův a polarizační faktorčetnost rovin Korekce na přednostní orientaci Strukturní faktor Metoda nejmenších čtverců
Strukturní faktor Debyeův-Wallerův faktor Pravděpodobnost obsazení polohy (xj, yj, zj) atomem j dělená násobností příslušné polohy v dané prostorové grupě Atomový rozptylový faktor International Tables for Crystallography
Debyeův-Wallerův faktor 1. Elastické a izotropní kmity pro všechny atomy stejné 2. Elastické a izotropní kmity 3. Elastické anizotropní kmity Uvážení operací symetrie
Texturní korekce Empirické funkcedistribuce přednostně orientovaných rovin (HKL) a úhel (hkl)(HKL) March-Dollas
Tvarová funkce Zahrnuje instrumentální i fyzikální efekty Gaussova Lorentz
Pseudo-Voigt Pearson Pološířka [Cagliotti et al] Thomson-Cox-Hastings
Pozadí 1. Soubor intenzit 2. Lineární interpolace mezi zadanými body 3. Polynom
Kritéria úspěšnosti výpočtu, R - faktory Strukturní R-faktor Braggův R-faktor R-faktor váženého difrakčního záznamu R-faktor difrakčního záznamu(profilový) Kritérium úspěšnosti výpočtugoodness-of-fit Durbinův-Watsonův statistický parametr dopt= 2 S 1 S > 1 špatný modelS < 1 špatná statistika Grafická kritéria
Parametry strukturního modelu Pevné • Symbol prostorové grupy • Analytická tvarová funkce • Vlnová délka • Poměr intenzit a2/a1 • Počátek polynomu popisující pozadí Problémy Volba počátečních parametrů – kritické mřížové parametry Korelace parametrů Strategie zpřesňování Škálový faktor Pozadí (lineární) Mřížové parametry Instrumentální aberace Pozadí (vyšší polynom) Šířky (W) Frakční souřadnice, texturní korekce Obsazení mřížových poloh, atomové teplotní faktory Šířky (U, V) Anizotropní teplotní faktory