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開始行:
*粉末X線回折データを使って構造解析する方法についてのメモ
SDPDとはstructure determination by powder diffraction d...
#contents
別項でSuperflipとFoxを使った解析の手順をまとめた([[Sup...
**RIETAN-FP (Rietveld法)関係の話題 [#rc1967ef]
-Intel Mac版(Windows版も)のRIETAN-FP.https://fujioizumi...
**回折パターンの表示について
RIETAN-FP v.2.3以降ではgnuplotを使って回折パターンを表...
% /usr/texbin/pdfcrop --margins 5 --pdfversion 1.4 test....
gnuplotを使う方はこれで結構なのですが、gnuplotを使えな...
表示にはPlot2というフリーのMac OSX用グラフソフト(https:...
% ./gpd2plot2.py test.gpd test.txt
Plot2のファイルメニューから、Import ASCIIで、コンバート...
上記で一応回折パターンが表示されて、fittingがよいかどう...
示す縦棒(tick)がまだちゃんと表示されていません(水平線に...
#image(https://mkanzaki.sakura.ne.jp/images/plot2-sample....
使った[[pythonスクリプト:https://mkanzaki.sakura.ne.jp/co...
--なお、rietan.commandの最後の方に
./gpd2plot2.py $sample.gpd $sample.txt
を追加しておけば、RIETAN-FP実行時に自動的に計算してくれま...
open -a "Plot2"
を追加しておけば、Plot2を自動起動できます。
**Foxについて
Foxは実空間のモンテカルロ法によって初期結晶構造を求める...
結晶構造,回折パターン等全てがオブジェクト化されてます...
indexing、空間群探索、Le Bail法も使えて、結構総合的な粉...
Le Bail法によるパターンフィッテングは今のところpseudo-V...
空間群の推定ができます。これは可能な空間群についてLe Ba...
適当な粉末回折データがあれば,Foxだけでindexing、空間群...
それをVESTAで読んで,RIETAN-FP用の.insファイルを作ればRIE...
MacでFoxを使っているとしばしば異常終了する時があります...
粉末回折データの入力フォーマットに関する情報が見つかり...
**Foxで遊んでみる [#k105bc58]
***PbSO4
(マニュアルにPbSO4のチュートリアルがありますが、格子常数...
-まず新しいcrystal objectを作る。ObjectsメニューからNew C...
-新しいPowder_Pattern objectを作る。ObjectsメニューからNe...
-Powder Patternのwindowで右クリックで出てくるメニューから...
-次に右クリックでIndex!を選ぶ。デフォルトではQuickである...
-パターンのところで右クリックして、Fit profile and Le Bai...
-Z=4と推定される。一般位置は8個なので、Pb,Sともに特殊位...
-ScatterersでAdd Atomic Scattering PowerでPb, S, Oをまず...
-Global OptimizationでNew Monte-Carlo Objectを追加。ここ...
-3D Displayで右クリックして,観測強度によるフーリエマップ...
-CrystalsでFileからcifファイルを出力。VESTAで眺める。もし...
-Max sin(theta)/lamdaをなるべく大きく設定して、Le Bail法...
***ZrO2
-まず新しいcrystal objectを作る。ObjectsメニューからNew C...
-新しいPowder_Pattern objectを作る。ObjectsメニューからNe...
-Powder Patternのwindowで右クリックで出てくるメニューから...
-次に右クリックでIndex!を選ぶ。デフォルトではQuickである...
-またピークには指数が付いているはずである。沢山あってピー...
-パターンのところで右クリックして、Fit profile and Le Bai...
-Zrは配位数が6よりも高いので多面体をscattererとして使う...
-密度からZ=4と推定される。ZrがOよりもはるかに重いので、ま...
-Zrを1個add atomで追加し、座標には制約付けずにoptimizeす...
-Oは8個あるので、2つの一般座標4e位置を占めているとまず...
-これでoptimizeするとすぐにRwpが下がる。フーリエマップを...
-3D Display windowにFobsのフーリエ合成や差フーリエマップ...
***Cr2O3
-上記同様.
-indexingでQuickだとmonoclinicが多数出てくるが、明らかに...
-空間群の探索をさせるとR3cとR-3cが同じ値で1番にリストさ...
-密度からZ=6と推定される。簡単な構造なので,1)Cr,Oを原...
--まず原子として扱う方から試す。CrとOを1つづつ入れる。R3...
--CrO6八面体として扱ってもR3cはダメで、R-3cだとすぐ正しい...
***Al2O3
-上記同様。データはLe Bailさんのところから。
-Le Bail法で問題あり。ここで尺度因子がおかしいのかfitting...
***calcite
-まず粉末強度データを読み込んで、管球をCuKa12に選択、バッ...
-パターンを表示させる。右クリックでピークサーチ、次にinde...
-空間群の探索をさせるとR3cとR-3cが同値で1番であった。
-密度からZ=6。R-3cの場合、CaとCが000, 001/4の特殊位置のど...
-Le Bail法でfittingして、superflip用データを作って実行す...
***F-apatite (Ca5P3O12F): これはRIETAN付属のデータを使った
-Fullprofのフォーマットに変換した粉末強度データを読み込ん...
-パターンを表示させる。右クリックでピークサーチ、次にinde...
-Crystals objectでcrystalを1つ定義する。
-空間群の探索をさせると、あまり差がつかずに並んでいる。上...
-Z=2と推定される。Caはセル内に10個あるが、P63/mの場合、一...
-P63/mとして,とりあえずCaを2席、PO4を1席で計算してみる...
-P63/m以外の空間群で試してみたが、GoFの低いものは見つから...
-最初からCaを2席,PO4を1席, Fを1席で座標を拘束せずに計...
--
***t-AlF3:4つAlの席があるのでこれまでよりも手強い。全て...
-Le Bailさんのところからdlした粉末強度データを読み込んで...
-パターンを表示させる。右クリックでピークサーチ、次にinde...
-ピークサーチしたリストをテキスト出力して、TREORを使ってi...
-Crystalsでt-AlF3結晶を定義する。空間群にはとりあえずP4を...
-空間群の探索をさせると、時間がかかるがP4/nmmのGoFが最小...
-密度からZ=16と推定される。Alはセル内に16個あるが、一般座...
--八面体を増やしていくが、あまり芳しくない。そのためAlの...
-座標に制約を与える。4つの席があると,それらは特殊位置を...
-座標を全く拘束せずに収束させることができないか、anti-bum...
***未知構造
-手元にある未知構造物質2種をFoxでindexingから初期構造決...
-その後さらに1つ未知構造物質をFoxでindexingから初期構造...
-またその後さらに2つ未知構造物質をFOXでindexingから初期...
**Foxの注意点.
-(Foxに限らないが)indexingは注意してやらないといけない。...
-私の経験ではbetaが90˚にかなり近い単斜晶系を、indexi...
-目の前で計算させていると,色々パラメータをいじったりして...
-ある原子ー原子ペアが近づきすぎる時はantibumpを利用する。...
-私の場合,陽イオン多面体が重なったりして、酸素が千手観音...
-座標が明らかにその空間群の特殊位置に収束しているようなら...
-5配位が予想される時は(5配位に対応する多面体は用意され...
-上と似た話だが,陽イオン多面体が陰イオンを共有して3次元...
-それらしい構造が得られたら,cifファイルとして出力し,VES...
-Limitの入力の仕方
--Windowsの場合は、マニュアル通りに文字(_xRなど)の上で、...
--Macの場合はちょっと微妙で、値を入力するボックスの境界上...
-Mac版しか使ってませんが、よく落ちます。こまめにセーブす...
-保存した時に出来るxmlファイルにはLe Bail法で求めた各指数...
-Profile Fittingのwindowは終わったら閉じておく。そのまま...
-Global Optimizationの"Number of Runs to perform"はMultip...
-max sin(theta)/lambdaを大きくした時に、延長された部分の...
-バックグラウンドのフィッティングの内挿点数はフラットなら...
-Foxのxml出力中の格子常数は、晶系の関係で例えばa=bである...
*Fox + 固体NMRで使う [#gae04241]
本来Foxでは非経験的に構造が解けるのでしょうが、私たちの...
NMRからはAl, Si, P等の配位数や席の数の情報が得られます...
*Fox + Superflipで使う [#gd6d5152]
-これはFox内蔵のLe Bail法を使って、その強度データをSuperf...
Foxの出力するxmlファイルから強度部分を取り出し、さらにS...
***計算例 (上記Fox自体の計算例で使ったものを,ここでも使...
新しく計算手順をこちら([[Superflip_plus_Fox]])に書い...
-PbSO4: FoxでMax sin(theta)/lamdaをなるべく大きく設定して...
-ZrO2: Zrに相当する電子密度が高い山があり、構造は正しい。...
-Cr2O3: この場合はCrも酸素もVESTAで素晴らしくきれいに見え...
-calcite: この場合もCa, C, Oの密度が正しく表示されたが、...
-F-apatite: この場合には酸素位置がところどころ抜けていた...
-t-AlF3: この場合には全ての原子の山がFoxで最終的に得られ...
-自分で見つけた未知構造4種をSuperflipで解析してみました...
**Superflip (Charge flipping法) [#k2814d35]
-[[Superflip用対称性データ]] Superflip (https://superflip...
**リンク [#s1f65e66]
-[[Le Bailさん:https://sdpd.univ-lemans.fr/]]
-[[FoxWiki:https://vincefn.net/Fox/FoxWiki]]
-[[Lausanne Crystallography Lab Superflip:https://supersp...
-[[Crstallography Institute:http://www.ic.cnr.it/]]
-Data
--[[佐々木先生(東工大)の散乱因子表:http://www.sasakiken.n...
--[[Wyckoff positions:https://www.cryst.ehu.es/cgi-bin/cr...
--[[X-ray Data Booklet:https://xdb.lbl.gov/]]
--[[Crystallography Open Database:https://www.crystallogr...
--[[IUCr journal:https://journals.iucr.org/]]
--[[結晶学会誌:https://www.journalarchive.jst.go.jp/japan...
終了行:
*粉末X線回折データを使って構造解析する方法についてのメモ
SDPDとはstructure determination by powder diffraction d...
#contents
別項でSuperflipとFoxを使った解析の手順をまとめた([[Sup...
**RIETAN-FP (Rietveld法)関係の話題 [#rc1967ef]
-Intel Mac版(Windows版も)のRIETAN-FP.https://fujioizumi...
**回折パターンの表示について
RIETAN-FP v.2.3以降ではgnuplotを使って回折パターンを表...
% /usr/texbin/pdfcrop --margins 5 --pdfversion 1.4 test....
gnuplotを使う方はこれで結構なのですが、gnuplotを使えな...
表示にはPlot2というフリーのMac OSX用グラフソフト(https:...
% ./gpd2plot2.py test.gpd test.txt
Plot2のファイルメニューから、Import ASCIIで、コンバート...
上記で一応回折パターンが表示されて、fittingがよいかどう...
示す縦棒(tick)がまだちゃんと表示されていません(水平線に...
#image(https://mkanzaki.sakura.ne.jp/images/plot2-sample....
使った[[pythonスクリプト:https://mkanzaki.sakura.ne.jp/co...
--なお、rietan.commandの最後の方に
./gpd2plot2.py $sample.gpd $sample.txt
を追加しておけば、RIETAN-FP実行時に自動的に計算してくれま...
open -a "Plot2"
を追加しておけば、Plot2を自動起動できます。
**Foxについて
Foxは実空間のモンテカルロ法によって初期結晶構造を求める...
結晶構造,回折パターン等全てがオブジェクト化されてます...
indexing、空間群探索、Le Bail法も使えて、結構総合的な粉...
Le Bail法によるパターンフィッテングは今のところpseudo-V...
空間群の推定ができます。これは可能な空間群についてLe Ba...
適当な粉末回折データがあれば,Foxだけでindexing、空間群...
それをVESTAで読んで,RIETAN-FP用の.insファイルを作ればRIE...
MacでFoxを使っているとしばしば異常終了する時があります...
粉末回折データの入力フォーマットに関する情報が見つかり...
**Foxで遊んでみる [#k105bc58]
***PbSO4
(マニュアルにPbSO4のチュートリアルがありますが、格子常数...
-まず新しいcrystal objectを作る。ObjectsメニューからNew C...
-新しいPowder_Pattern objectを作る。ObjectsメニューからNe...
-Powder Patternのwindowで右クリックで出てくるメニューから...
-次に右クリックでIndex!を選ぶ。デフォルトではQuickである...
-パターンのところで右クリックして、Fit profile and Le Bai...
-Z=4と推定される。一般位置は8個なので、Pb,Sともに特殊位...
-ScatterersでAdd Atomic Scattering PowerでPb, S, Oをまず...
-Global OptimizationでNew Monte-Carlo Objectを追加。ここ...
-3D Displayで右クリックして,観測強度によるフーリエマップ...
-CrystalsでFileからcifファイルを出力。VESTAで眺める。もし...
-Max sin(theta)/lamdaをなるべく大きく設定して、Le Bail法...
***ZrO2
-まず新しいcrystal objectを作る。ObjectsメニューからNew C...
-新しいPowder_Pattern objectを作る。ObjectsメニューからNe...
-Powder Patternのwindowで右クリックで出てくるメニューから...
-次に右クリックでIndex!を選ぶ。デフォルトではQuickである...
-またピークには指数が付いているはずである。沢山あってピー...
-パターンのところで右クリックして、Fit profile and Le Bai...
-Zrは配位数が6よりも高いので多面体をscattererとして使う...
-密度からZ=4と推定される。ZrがOよりもはるかに重いので、ま...
-Zrを1個add atomで追加し、座標には制約付けずにoptimizeす...
-Oは8個あるので、2つの一般座標4e位置を占めているとまず...
-これでoptimizeするとすぐにRwpが下がる。フーリエマップを...
-3D Display windowにFobsのフーリエ合成や差フーリエマップ...
***Cr2O3
-上記同様.
-indexingでQuickだとmonoclinicが多数出てくるが、明らかに...
-空間群の探索をさせるとR3cとR-3cが同じ値で1番にリストさ...
-密度からZ=6と推定される。簡単な構造なので,1)Cr,Oを原...
--まず原子として扱う方から試す。CrとOを1つづつ入れる。R3...
--CrO6八面体として扱ってもR3cはダメで、R-3cだとすぐ正しい...
***Al2O3
-上記同様。データはLe Bailさんのところから。
-Le Bail法で問題あり。ここで尺度因子がおかしいのかfitting...
***calcite
-まず粉末強度データを読み込んで、管球をCuKa12に選択、バッ...
-パターンを表示させる。右クリックでピークサーチ、次にinde...
-空間群の探索をさせるとR3cとR-3cが同値で1番であった。
-密度からZ=6。R-3cの場合、CaとCが000, 001/4の特殊位置のど...
-Le Bail法でfittingして、superflip用データを作って実行す...
***F-apatite (Ca5P3O12F): これはRIETAN付属のデータを使った
-Fullprofのフォーマットに変換した粉末強度データを読み込ん...
-パターンを表示させる。右クリックでピークサーチ、次にinde...
-Crystals objectでcrystalを1つ定義する。
-空間群の探索をさせると、あまり差がつかずに並んでいる。上...
-Z=2と推定される。Caはセル内に10個あるが、P63/mの場合、一...
-P63/mとして,とりあえずCaを2席、PO4を1席で計算してみる...
-P63/m以外の空間群で試してみたが、GoFの低いものは見つから...
-最初からCaを2席,PO4を1席, Fを1席で座標を拘束せずに計...
--
***t-AlF3:4つAlの席があるのでこれまでよりも手強い。全て...
-Le Bailさんのところからdlした粉末強度データを読み込んで...
-パターンを表示させる。右クリックでピークサーチ、次にinde...
-ピークサーチしたリストをテキスト出力して、TREORを使ってi...
-Crystalsでt-AlF3結晶を定義する。空間群にはとりあえずP4を...
-空間群の探索をさせると、時間がかかるがP4/nmmのGoFが最小...
-密度からZ=16と推定される。Alはセル内に16個あるが、一般座...
--八面体を増やしていくが、あまり芳しくない。そのためAlの...
-座標に制約を与える。4つの席があると,それらは特殊位置を...
-座標を全く拘束せずに収束させることができないか、anti-bum...
***未知構造
-手元にある未知構造物質2種をFoxでindexingから初期構造決...
-その後さらに1つ未知構造物質をFoxでindexingから初期構造...
-またその後さらに2つ未知構造物質をFOXでindexingから初期...
**Foxの注意点.
-(Foxに限らないが)indexingは注意してやらないといけない。...
-私の経験ではbetaが90˚にかなり近い単斜晶系を、indexi...
-目の前で計算させていると,色々パラメータをいじったりして...
-ある原子ー原子ペアが近づきすぎる時はantibumpを利用する。...
-私の場合,陽イオン多面体が重なったりして、酸素が千手観音...
-座標が明らかにその空間群の特殊位置に収束しているようなら...
-5配位が予想される時は(5配位に対応する多面体は用意され...
-上と似た話だが,陽イオン多面体が陰イオンを共有して3次元...
-それらしい構造が得られたら,cifファイルとして出力し,VES...
-Limitの入力の仕方
--Windowsの場合は、マニュアル通りに文字(_xRなど)の上で、...
--Macの場合はちょっと微妙で、値を入力するボックスの境界上...
-Mac版しか使ってませんが、よく落ちます。こまめにセーブす...
-保存した時に出来るxmlファイルにはLe Bail法で求めた各指数...
-Profile Fittingのwindowは終わったら閉じておく。そのまま...
-Global Optimizationの"Number of Runs to perform"はMultip...
-max sin(theta)/lambdaを大きくした時に、延長された部分の...
-バックグラウンドのフィッティングの内挿点数はフラットなら...
-Foxのxml出力中の格子常数は、晶系の関係で例えばa=bである...
*Fox + 固体NMRで使う [#gae04241]
本来Foxでは非経験的に構造が解けるのでしょうが、私たちの...
NMRからはAl, Si, P等の配位数や席の数の情報が得られます...
*Fox + Superflipで使う [#gd6d5152]
-これはFox内蔵のLe Bail法を使って、その強度データをSuperf...
Foxの出力するxmlファイルから強度部分を取り出し、さらにS...
***計算例 (上記Fox自体の計算例で使ったものを,ここでも使...
新しく計算手順をこちら([[Superflip_plus_Fox]])に書い...
-PbSO4: FoxでMax sin(theta)/lamdaをなるべく大きく設定して...
-ZrO2: Zrに相当する電子密度が高い山があり、構造は正しい。...
-Cr2O3: この場合はCrも酸素もVESTAで素晴らしくきれいに見え...
-calcite: この場合もCa, C, Oの密度が正しく表示されたが、...
-F-apatite: この場合には酸素位置がところどころ抜けていた...
-t-AlF3: この場合には全ての原子の山がFoxで最終的に得られ...
-自分で見つけた未知構造4種をSuperflipで解析してみました...
**Superflip (Charge flipping法) [#k2814d35]
-[[Superflip用対称性データ]] Superflip (https://superflip...
**リンク [#s1f65e66]
-[[Le Bailさん:https://sdpd.univ-lemans.fr/]]
-[[FoxWiki:https://vincefn.net/Fox/FoxWiki]]
-[[Lausanne Crystallography Lab Superflip:https://supersp...
-[[Crstallography Institute:http://www.ic.cnr.it/]]
-Data
--[[佐々木先生(東工大)の散乱因子表:http://www.sasakiken.n...
--[[Wyckoff positions:https://www.cryst.ehu.es/cgi-bin/cr...
--[[X-ray Data Booklet:https://xdb.lbl.gov/]]
--[[Crystallography Open Database:https://www.crystallogr...
--[[IUCr journal:https://journals.iucr.org/]]
--[[結晶学会誌:https://www.journalarchive.jst.go.jp/japan...
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