一种X射线衍射多重散射校正方法

技术领域

本发明涉及材料分析技术领域，尤其涉及X射线衍射多重散射校正方法。

背景技术

材料科学是现代科学技术的基础和先导，对材料结构及材料构造关系的认知水平直接决定了新材料的研发能力。

材料的微观结构包括晶体结构、局域结构、和缺陷结构等原子层次的结构以及电子结构，其中电子结构从根本上决定了材料的本征性能。目前，材料原子层次结构的实验测试技术已经发展得非常成熟，但电子结构实验测试一直处在探索阶段，尽管电子结构可由第一性理论计算获得，但理论计算采用假设近似多，计算结果与实际情况有偏差，难以指导高性能材料的设计。

因而，如何获得材料的实验电子结构是一个关键科学问题。该问题的解决有助于实现我国材料结构的实验研究从原子层次到电子层次的跨越，并加速一批国防和民用关键功能材料的研发进程。

图1为现有技术利用X射线的实验结构图，X射线入射在待测晶体上，X射线通过该待测晶体后进行衍射，可以通过获取高精度、高分辨率的X-ray单晶衍射数据(位置与强度信息)，并进行电子结构精修，反推出材料的实验电子结构是可行的，最终可获得静态和使役条件下材料的实验电子结构，电子结构可使用电子密度、密度矩阵或电子波函数来描述。

如图2所示：等效衍射点通常拥有差不多相同的衍射强度，但在X射线衍射实验过程中，样品或多或少存在一定比例的多重散射，多重散射会显著增强或降低一些衍射点的强度，使一些衍射点强度显著偏离等效衍射点强度中值，这样对后续的电子结构精修带来误差。

发明内容

本发明提出的一种X射线衍射多重散射的校正方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种X射线衍射多重散射校正方法，包括：步骤一、根据晶体的对称特性，获取等效衍射点，等效衍射点为衍射强度I(h，k，l)的点的集合；步骤二、是否满足异常点的判断依据；如果满足，删除；否则，保留；步骤三、是否满足删除比率，如满足，删除；否则，保留；步骤四、剩余的没有异常点的数据集I

其中，优选方案为：对称晶体获取等效衍射点的集合如[(h，k，l)；(-h，-k，-l)；(-h，k，-l)；(h，-k，l)]，将属于同一套等效衍射点的强度从低到高排序，得到(I

其中，优选方案为：异常点判断依据包括：突变斜率不得超过正常斜率的W倍；和异常点的信噪比要大于V。

其中，优选方案为：突变斜率不得超过正常斜率的W倍，所述W为:2-10；和异常点的信噪比要大于V，所述V为：2-10。

其中，优选方案为：根据相邻两点的差计算斜率Si＝I

其中，优选方案为：删除比率不超过总等效点衍射点的1/5。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：删除一些由于多重散射导致的强度异常的衍射点，从而获得准确的衍射点强度数据集，用于后续的电子结构精修，删除异常点的衍射数据集更利于电子结构精修和材料设计的准确性。

附图说明

图1为现有技术利用X射线的实验结构图；

图2为X射线的实验中衍射多重散射原理图；

图3为本发明的X射线衍射多重散射的校正方法的流程；

图4以非线性光学晶体AgGaS2为例取一组待修正的等效衍射点示意图；

图5以非线性光学晶体AgGaS2为例斜率判断方法的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图3所示：为了删除异常衍射点，包括步骤一、根据晶体的对称性，可产生许多套等效衍射点，等效衍射点应有几乎相同的衍射强度I(h，k，l)，如点群为2/m的晶体拥有等效衍射点集[(h，k，l)；(-h，-k，-l)；(-h，k，-l)；(h，-k，l)]，将属于同一套等效衍射点的强度从低到高排序，得到(I，I

以著名非线性光学晶体AgGaS2为例，测试出衍射点，按上述方法校正和不校正两种情况下精修出来的电子密度：

如图4所示：AgGaS2晶体的点群为I-42d，获取对应的等效点集为K[(h,k,l),(-k,h,l),(-h,-k,l),(k,-h,l),(-h,-k,-l),(k,-h,-l),(h,k,-l),(-k,h,-l),(k,h,l),(-h,k,l),(-k,-h,l),(h,-k,l),(-k,-h,-l),(h,-k,-l),(k,h,-l),(-h,k,-l)]。

以K(h,k,l)＝(4,2,16)的一套等效衍射点为例，共16个衍射点，将其按强度从低到高排序，如表1：

表1AgGaS2晶体选取一组等效衍射点的强度排列表

本实施例中，如图4所示：W＝5，V＝3，以及删除率为：1/5；从Si可看出，S2>5*S3，则第1个衍射点(4,2,16)应该删除，S15>5*S14,则第15个衍射点(2,4，-16)和16个衍射点(-4,2，-16)要删除，从如图5可看出，圈A内的数据的为应删除的衍射点：

由于3个应删除的衍射点信噪比I/σ均大于3，应删除的点数3小于总点数16的1/5，因此要执行删除操作。

类似地对其它(h，k，l)等效衍射点进行相同的操作，最后得到一套不含强度异常衍射点的数据集，用于电子结构精修。

通过表2理论计算和样品测试的结果进行对比，采用本专利方案校正的结果与理论值较近，而没有校正的则与理论值相差较远，说明是本专利方案是可行的。

表2为AgGaS2理论计算和样品测试的结果进行对比

/>