一种X射线衍射实验的光源强度均一性的高斯校正方法

技术领域

本发明涉及材料分析技术领域，尤其涉及X射线衍射实验的光源强度均一性的高斯校正方法。

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X射线的衍射图，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，衍射强度I(h，k，l)与衍射方向指标参数K(h，k，l)，穿过晶体的路径H，晶体的吸收系数μ，结构因子等有都相关。

发明内容

本发明提出的一种X射线单晶衍射实验的高角度衍射数据非高斯偏差的校正方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种X射线衍射实验的光源强度均一性的高斯校正方法，其特征在于，包括：步骤一、定义X射线源截面方向的强度呈高斯分布函数：

其中，优选方案为：步骤二中，X射线穿过晶体的路径函数P

其中，优选方案为：步骤三中的等效点，点群为2/m的晶体拥有等效点的集K[(h，k，l)；(-h，-k，-l)；(-h,k,-l)；(h,-k,l)]，通过最小二乘法精修可获得参数a,c。

其中，优选方案为：步骤三中的等效点，点群为I-42d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)],通过最小二乘法精修可获得参数a,c。

其中，优选方案为：步骤三还包括：差值函数定义目标函数

其中，优选方案为：采用最小二乘法计算出差值函数R(P

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过弥补晶体吸收路径的方式补充到校正后的实测的强度中，从而确保X射线单晶衍射实验数据的准确性，更利于确保后续参与电子结构精修的准确性。

附图说明

图1为现有技术X射线单晶衍射实验获取衍射光斑强度的示意图；

图2为本发明X射线单晶衍射实验的高角度衍射数据非高斯偏差的校正方法的流程图；

图3为AgGaS2的等效点的衍射后强度图；

图4为AgGaS2的等效点的衍射后强度差异数据表。

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2所示：为了通过校正获取更精准的I

包括：步骤一、定义X射线源截面方向的强度呈高斯分布函数：

A：随机选两组参数值P

以著名非线性光学晶体AgGaS2为例，从图3，图4中不难看出：为AgGaS2的等效点的衍射后强度存在差异，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：

以0.2*0.2*0.2mm大小的晶体为例：

首先，定义X射线源截面方向的强度呈高斯函数分布G(x,y)；

再则，根据晶体的外形几何，可获得产生参数指标为K(h，k，l)衍射点时X射线穿过晶体的路径函数为：P(h，k，

表1为0.2*0.2*0.2mm指标参数K(2,1,3)光学晶体AgGaS2的x,y对应的P(x，y)值

AgGaS2晶体的吸收系数μ＝14.54mm

计算I

R(P

R(P

表2.K(2，1，3)等效点的I

根据

A取0.1；

同理计算P

表3.K(2，1，3)等效点的I

以0.25*0.1*0.05mm大小的晶体为例：首先，定义X射线源截面方向的强度呈高斯函数分布G(x,y)；

再者，根据晶体的几何外形，可获得产生衍射点的参数指标k(h，k，l)的X射线穿过晶体的路径函数P(x，y)，以K(4,5,7)点为例，P(x，y)见表4：

表4为0.25*0.1*0.05mm指标参数K(4,5,7)光学晶体AgGaS2的x,y对应的P(x，y)值

AgGaS2晶体的吸收系数μ＝14.54mm

以K(2，1，3)点为例，AgGaS2晶体的点群为I-42d，对应的等效点集为[(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)]。随机选两组参数值P

R(P

R(P

表5.K(4，5，7)等效点的I

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根据

A取0.1；

同理计算P

表6.K(4，5，7)等效点的I

通过本发明可以将晶体吸收的部分补充到校正后的衍射强度，使得数据更加精准，更利于电子结构的精修。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

通过理论计算，见表7：对0.2*0.2*0.2mm

表7为AgGaS2晶体的0.2*0.2*0.2mm

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