Метод Ле Бэйля
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( май 2014 г. ) |
Анализ Ле-Бейля — это метод подбора профиля дифракционной картины, используемый для характеристики свойств кристаллических материалов , таких как структура. Он был изобретен Армелем Ле Бэйлем примерно в 1988 году. [ 1 ]
Фон
[ редактировать ]Метод Ле Бейля извлекает интенсивности (I hkl ) из порошковой дифракции данных . Это делается для того, чтобы найти интенсивности, подходящие для определения атомной структуры кристаллического материала и уточнения элементарной ячейки, а также имеет дополнительное преимущество, заключающееся в проверке фазовой чистоты. Как правило, интенсивность данных порошковой дифракции осложняется перекрытием дифракционных пиков с одинаковыми d -расстояниями. Для метода Ле Бэйля элементарная ячейка и приблизительная пространственная группа выборки должны быть заранее определены, поскольку они включены как часть метода аппроксимации. Алгоритм включает в себя уточнение элементарной ячейки, параметров профиля и интенсивностей пиков для соответствия измеренной порошковой дифракционной картине. Нет необходимости знать структурный фактор и связанные с ним структурные параметры, поскольку они не учитываются в этом типе анализа. Ле Бэйля можно использовать для обнаружения фазовых переходов в экспериментах при высоких давлениях и температурах. Обычно это обеспечивает быстрый метод уточнения элементарной ячейки, что позволяет лучше планировать эксперимент. Анализ Ле Бейля дает более надежную оценку интенсивности разрешенных отражения для кристаллов различной симметрии.
Кристаллографическое структурное определение может быть выполнено несколькими способами. Метод Ле Бейля актуален для дифракционных исследований, которые включают использование источника излучения, которым может быть нейтрон или синхротрон , для получения высококачественного порошкового дифракционного профиля с высоким разрешением . Первоначально в данных обнаруживаются положения пиков. Далее шаблон индексируется для определения параметров элементарной ячейки или решетки . Затем следует определение пространственной группы на основе симметрии и наличия или отсутствия определенных отражений. Затем для извлечения интенсивностей и уточнения элементарной ячейки можно использовать технику Ле Бейля или Поли.
Уточнение
[ редактировать ]Анализ Ле Бейля подбирает параметры , используя процесс минимизации наискорейшего спуска. В частности, метод представляет собой анализ наименьших квадратов , который представляет собой итерационный процесс, который обсуждается далее в этой статье. Подгоняемые параметры включают параметры элементарной ячейки, инструментальную нулевую ошибку, параметры ширины пика и параметры формы пика. Во-первых, метод Ле Бейля определяет произвольное начальное значение интенсивностей (I obs ). Обычно это значение равно единице, но могут использоваться и другие значения. Хотя положения пиков ограничены параметрами элементарной ячейки, интенсивности не ограничены. Уравнение для расчета интенсивности:
В уравнении I obs — интенсивность, наблюдаемая на определенном этапе, а y i (obs) — наблюдаемая точка профиля. y i (расчет) — одно значение интенсивности может содержать более одного пика. Другие пики могут быть рассчитаны аналогичным образом. Окончательная интенсивность пика рассчитывается как y(calc) = y i (1) + y i (2). Суммирование выполняется по всем участвующим точкам профиля для конкретного 2-тета-бина. Процесс суммирования известен как разделение интенсивности профиля и работает для любого количества пиков. Техника Ле Бэйля особенно хорошо работает с перекрывающимися интенсивностями, поскольку в этом методе интенсивность распределяется на основе кратности интенсивностей, которые способствуют определенному пику.
Несколько произвольный выбор начальных значений приводит к смещению расчетных значений. Процесс уточнения продолжается путем установки нового рассчитанного структурного фактора в наблюдаемое значение структурного фактора. Затем процесс повторяется с новой оценкой структурного фактора. На этом этапе уточняются элементарная ячейка, фон, ширина пика, форма пика и функция разрешения, а также улучшаются параметры. Затем структурный коэффициент сбрасывается до нового значения структурного коэффициента, и процесс начинается снова. Структурное уточнение можно продолжить с помощью методов подгонки всего профиля или дальнейшей обработки перекрытия пиков. Вероятностные подходы также могут использоваться для лечения перекрытия пиков.
Преимущества
[ редактировать ]Некоторые авторы предполагают, что метод Ле Бейля использует априорную информацию более эффективно, чем метод Поли. Это было важным фактором во время разработки, когда вычислительная мощность была ограничена. Le Bail также легко интегрируется в аналитическое программное обеспечение Rietveld и является частью ряда программ. Оба метода улучшают последующие структурные уточнения.
Доступное программное обеспечение
[ редактировать ]Анализ Le Bail обычно является частью программного обеспечения для анализа Rietveld, такого как GSAS/EXPGUI. Он также используется в ARITVE, BGMN, EXPO, EXTRACT, FullProf, GENEFP, Jana2006, Overlap, Powder Cell, Rietan, TOPAS и Highscore.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Ле Бэйль, А.; Дюруа, Х.; Фурке, Ж.Л. (март 1988 г.). «Определение структуры LiSbWO6 ab initio методом порошковой рентгеновской дифракции». Бюллетень исследования материалов . 23 (3): 447–452. дои : 10.1016/0025-5408(88)90019-0 .
Источники
[ редактировать ]- Диннебье, Р. (2008), Диннебье, Р.Э.; Биллинг, С.Дж.Л. (ред.), Порошковая дифракция: теория и практика (1-е изд.), RSC , стр. 200, номер домена : 10.1039/9781847558237 , ISBN 978-0-85404-231-9
- ЛеБейль, А. (2005). «Методы и приложения разложения цельного порошка: ретроспекция» . Порошковая дифракция . 20 (4): 316–326. Бибкод : 2005PDiff..20..316L . дои : 10.1154/1.2135315 .
- Факультет химии Университетского колледжа, Лондон, Порошковая дифракция в Интернете , получено 5 сентября 2017 г.
{{citation}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )