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XRD精修教程（四）—— 三種輸入文件的準備

來源：本站時間：2020-08-24 17:25:41 瀏覽：16245次

作者：王老師

1 引言

在使用GSAS軟件進行XRD精修之前，我們需要準備好輸入文件并將其導入程序。在此，我們向大家介紹采用GSAS進行XRD精修所需要的三類輸入文件及其獲取方法。

這三類輸入文件分別是：

（1）XRD數據文件：文件格式為“.gsas”；

（2）儀器參數文件：文件格式為“.prm”或“.ins”；

（3）結構模型文件：一般為“.cif”。

圖1 三種輸入文件

2 XRD數據文件的準備
XRD數據文件的準備非常簡單，通常而言我們測試XRD結果就包含“.csv”或者“.txt”。不過，這些原始文件除了包含“角度-強度”數據，還包含各種測試信息（測試時間，靶材類型等）。
（1）首先，我們將“.csv”或者“.txt”轉換成僅包含“角度-強度”兩列數據的“.txt”文件；
（2）然后將其重命名為“.dat”文件；

（3）采用CMPR軟件將其轉換為“.gsas”文件（具體操作間我們之前的教程：CMPR軟件介紹）。

圖2 讀取dat格式的數據

3 儀器參數文件的介紹與準備
3.1 儀器參數文件簡介

儀器參數文件是以“.ins”或“.prm” 結尾的計算機文件（圖3），它是進行精修所必須的一個輸入文件。它包含了XRD衍射儀器的一些基本參數和信息，比如X射線的波長、靶材類型、峰形函數等。對于儀器參數文件，我們既可以用Windows自帶的記事本和寫字板來打開，也可以使用GSAS軟件來打開圖（4）

圖3 儀器參數文件

圖4 儀器參數文件包含的信息

首先我們對儀器參數文件所包含的信息進行簡要的介紹，它主要包括三大部分：

（1）儀器基本信息：如圖5所示，包括數據的類型，儀器參數的Title以及XRD衍射儀的名稱。其中，數據的類型共有四類，分別是：TOF（Time of flight，飛行時間數據），CW neutron（constant wavelength neutron，恒定波長中子衍射數據），CW X-ray（恒定波長X射線衍射數據）和ED X-ray （Energy dispersive X-ray）。

圖5 儀器基本信息部分

（2）儀器物理參數：如圖6所示，這部分主要包括靶材類型，是否有單色器，X射線的波長（Primary表示Kα1，Secondary代表Kα2），零點校正，極化校正和極化比例（銅靶是0.7，石墨單色器則為1）。

圖6 儀器基本信息部分

（3）峰形函數：如圖7所示，這部分主要有峰形函數類型，以及峰形函數的各種參數。 GU，GV，GW是高斯函數半高寬方程系數；LX，LY表示洛倫茲函數的晶粒寬化和應力寬化。通常只需先設定好GU，GV，GW，LX，LY的初值，其他的則不需要更改。

圖7 儀器基本信息部分

3.2 儀器參數文件獲取

儀器參數文件是進行XRD精修所必須的，下面我們對獲取修改文件的方法進行介紹。

（1）從師兄師姐或者XRD實驗老師那里獲取。這種方法最簡單，但并不是對所有人都適用。

（2）根據GSAS自帶的儀器參數文件進行簡單修改。這種方法也比較簡單，而且適用于絕大部分情況。下面我們進行詳細的介紹：

（a）如圖8所示，打開GSAS軟件的Powder選項卡，然后點擊“Add New

Histogram”；

圖8 使用GSAS導入儀器參數

（b）如圖9所示，單擊選擇文件；

圖9 在彈出的界面單擊選擇文件

（c）如圖10所示，打開GSAS安裝位置下面的example文件件，然后選擇儀器文件，對于一般的實驗室XRD儀器，可以選擇“inst_xry.prm”這個文件；

圖10 打開GSAS安裝位置下的example文件夾

（d）此時，我們就可以對儀器參數進行初步修改（圖11）。主要修改靶材類型，是否有單色器，以及波長（該信息可以在測試結果文件里面看到，圖12）。然后我們可以講GU，GV，GW，LX，LY的初值設為0, 0, 50, 0和0即可。最后點擊Save或者Save as為自己的模板文件。該方法適用于絕大部分情況。

圖11 修改基本參數