CrystalDiffract 7是一個(gè)獨(dú)立的粉末衍射程序，將最好的繪圖工具與先進(jìn)的模擬、實(shí)時(shí)交互式參數(shù)控制和直觀的測(cè)量相結(jié)合，讓用戶可以通過這款軟件輕松模擬任何晶體的x射線、中子和電子粉末衍射，用戶可以在軟件上實(shí)時(shí)編輯結(jié)構(gòu)、樣品和儀器參數(shù)，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)細(xì)化晶體結(jié)構(gòu)，可以通過注釋和預(yù)覽保存完整的衍射實(shí)驗(yàn)，除此之外，還有用于背景相減、峰值測(cè)量、相位識(shí)別的新的自動(dòng)化功能，以及快速、簡(jiǎn)單（有效）的Rietveld結(jié)構(gòu)細(xì)化，需要的朋友可以下載體驗(yàn)。

新版功能

　　1、Rietveld Refinement。

　　該程序包括一個(gè)新的 Refine 檢查器，它允許參考起始結(jié)構(gòu)對(duì)觀察到的衍射圖案進(jìn)行智能細(xì)化。該程序可自動(dòng)執(zhí)行細(xì)化設(shè)置，并包括自動(dòng)細(xì)化功能，以及按順序細(xì)化參數(shù)的智能策略。

　　CrystalDiffract 中的 Rietveld 細(xì)化是一種全新的算法，從頭開始在內(nèi)部開發(fā)，可在多核機(jī)器上實(shí)現(xiàn)最佳性能。這不是一些現(xiàn)有的第三方代碼，周圍包裹著一個(gè)花哨的界面！

　　與我們所有的軟件一樣，該程序包括適用于較舊的英特爾處理器以及較新的 Apple Silicon 的本機(jī)代碼。（據(jù)我們所知，這是同類產(chǎn)品中唯一真正的原生Mac軟件包;所有其他軟件都需要Qt或Java等模擬器。

　　2、峰值查找器。

　　該程序可以掃描觀察到的模式并識(shí)別峰的位置、d 間距和相對(duì)強(qiáng)度。

　　3、背景檢測(cè)。

　　我們實(shí)現(xiàn)了一種新的自動(dòng)方法來檢測(cè)觀察到的數(shù)據(jù)集的背景。Simulate Inspector 的 Background 組已重新設(shè)計(jì)。

　　4、Library

　　添加了一個(gè)集成結(jié)構(gòu)庫（類似于 SingleCrystal 4 中包含的庫），以便用戶可以直接從程序中模擬圖案，而無需加載外部文件。（與 SingleCrystal 不同，用戶可以選擇多個(gè)選項(xiàng)。

　　5、Phase ID

　　該程序內(nèi)置了全面的相 ID，使您能夠從衍射圖中輕松識(shí)別未知（但純）的相。

　　6、高角度 X 射線散射因子。

　　我們現(xiàn)在使用 Fox 等人 1989 年的數(shù)據(jù)來計(jì)算范圍的高角 X 射線散射因子：2 < sin θ / λ < 6 ?-1。作者使用四階多項(xiàng)式來擬合 ln（fx） 的角度依賴性。它們的系數(shù)列在《國(guó)際晶體學(xué)表（第二版）》C卷的表6.1.1.5中。 不幸的是，它們的結(jié)果對(duì)于Li，Mg，Si，Ni和Zr是完全不正確的。因此，我們?yōu)?He （Z=2） 和 Cf （Z=98） 之間的所有元素生成了自己的擬合，并使用我們的數(shù)字進(jìn)行高角度計(jì)算。

　　7、電子散射因子。

　　以前，我們使用莫特方程將 X 射線散射因子轉(zhuǎn)換為電子散射振幅。不幸的是，這種方法在低角度下失敗，因?yàn)槟胤匠虧u近線為無窮大。因此，我們現(xiàn)在在啟動(dòng)時(shí)加載兩個(gè)表（低角度和高角度）。

　　8、改進(jìn)了檢查器。

　　具有組圖標(biāo)和現(xiàn)代選項(xiàng)卡設(shè)計(jì)的外觀更簡(jiǎn)潔。現(xiàn)在有三個(gè)選項(xiàng)卡，“顯示”、“模擬”（以前稱為“參數(shù)”）和“優(yōu)化”。

　　9、改進(jìn)了首選項(xiàng)。

　　首選項(xiàng)（macOS Ventura 上的“設(shè)置”）面板更寬，布局進(jìn)行了大量更改。請(qǐng)注意，“散射因子”已從單獨(dú)的窗口移至此處。

　　10、雜項(xiàng)。

　　通過按住 Option 鍵單擊模式列表復(fù)選框來快速隔離模式。

　　新的文檔擴(kuò)展名 crdx。

　　現(xiàn)在，將新圖案拖放到衍射窗格中會(huì)導(dǎo)致在“圖案列表”中選擇該圖案（并取消選擇任何其他圖案）。

新版特色

　　CrystalDiffract 7有一個(gè)時(shí)尚的新界面設(shè)計(jì)，帶有新的檢查員和動(dòng)畫控件。Mac版本還具有蘋果的集成工具欄外觀和全高側(cè)邊欄。

　　?Mac版本采用了新的“Ventura”和“Sonoma”外觀，帶有圓形圖標(biāo)和集成工具欄的全高側(cè)邊欄，以最大限度地增加您的工作空間（需要macOS 11“Big Sur”或更高版本；在早期系統(tǒng)上使用更傳統(tǒng)的界面）。

　　?帶有Add（“+”）和Actions（操作）下拉菜單的新側(cè)邊欄頁腳。

　　?具有自動(dòng)打開/關(guān)閉功能的動(dòng)畫披露組，以減少混亂。（若要禁用此功能，請(qǐng)?jiān)凇皺z查器”中右鍵單擊以顯示上下文菜單，然后取消選中“自動(dòng)關(guān)閉組”命令。）

　　?流線型工具欄。下拉菜單和彈出菜單有助于節(jié)省空間；自定義允許擁有較大屏幕的用戶根據(jù)需要添加其他工具。

　　您可能會(huì)注意到，CrystalDiffract的Gallery窗口中的所有示例都在右側(cè)顯示注釋。這些內(nèi)容旨在提供信息，您可以使用此區(qū)域使用富文本格式記錄有關(guān)您自己的衍射實(shí)驗(yàn)的筆記。

　　?文檔范圍內(nèi)的注釋（獨(dú)立于模式選擇）。

　　?使用Inspector分段控件的Notes和Parameters段，在顯示Notes或Parameters Inspector之間切換（）。

　　?編輯有關(guān)衍射實(shí)驗(yàn)的富文本信息（使用“編輯>格式”子菜單訪問字體和樣式命令）。

　　?通過單擊當(dāng)前選定的檢查器按鈕段來隱藏檢查器窗格（例如，如果顯示了Notes檢查器，請(qǐng)單擊Notes按鈕來隱藏檢查器）

　　CrystalDiffract 7文檔以新的“.crdx”文件格式保存。這對(duì)所有浮點(diǎn)變量使用全64位精度，改進(jìn)了版本6及更早版本的32位精度。

　　此文件格式還包括嵌入的預(yù)覽，可以通過用于文件縮略圖和預(yù)覽的嵌入快速查找插件在Gallery窗口和Finder（Mac）中查看（后者除了圖形外還有文檔注釋）

　　與早期版本不同，CrystalDiffract 7提供了三種模式屏幕工具的選擇。這些可以通過工具按鈕在工具欄中獲得，工具按鈕可以顯示為分段按鈕，也可以顯示為（分離的）彈出窗口，如下所示。

　　屏幕工具也可以通過“視圖”>“屏幕工具”子菜單訪問

　　滾動(dòng)工具

　　默認(rèn)工具Scroll允許通過從左到右單擊并拖動(dòng)圖案來水平滾動(dòng)圖案。也可以通過單擊并向上或向下拖動(dòng)來垂直縮放圖案。

　　放大工具

　　放大工具允許縮放區(qū)域（按住shift鍵單擊可縮?。?；也可以使用該工具單擊并拖動(dòng)以定義縮放區(qū)域：這是定義打印范圍的一種快捷方法

　　箭頭工具

　　新的箭頭工具提供了一個(gè)半透明的光標(biāo)，可以隨鼠標(biāo)移動(dòng)，并提供x值和d間距的即時(shí)讀數(shù)。任何選定的圖案也會(huì)測(cè)量其強(qiáng)度。單擊（并釋放鼠標(biāo)按鈕）會(huì)顯示常規(guī)屏幕光標(biāo)。您可以單擊并拖動(dòng)它來測(cè)量所有可見圖案的強(qiáng)度值（再次單擊可隱藏此光標(biāo)）。點(diǎn)擊并拖動(dòng)（超過一定距離）會(huì)顯示標(biāo)尺，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)距離測(cè)量

使用方法

　　1、將CrystalDiffract安裝到電腦，等待軟件安裝結(jié)束

　　2、啟動(dòng)軟件提示最近使用的文件、示例、視頻教程、自學(xué)教程、文檔

　　3、彩色背景示例

　　在這里，我們有一個(gè)觀察到的中子飛行時(shí)間衍射圖，繪制在彩色背景上。

　　使用顯示檢查器中的“圖形選項(xiàng)”組

　　指定背景顏色（或使用透明填充）并設(shè)置網(wǎng)格線。

　　4、可以點(diǎn)擊User's Guide或者點(diǎn)擊What's New in CrystalDiffract查看教程

官方教程

　　編輯和縮放數(shù)據(jù)

　　CrystalDiffract允許您使用其內(nèi)置的數(shù)據(jù)編輯器手動(dòng)編輯觀察到的模式的數(shù)據(jù)點(diǎn)?？梢孕薷闹?、添加新數(shù)據(jù)點(diǎn)或刪除現(xiàn)有數(shù)據(jù)點(diǎn)。

　　CrystalDiffract還允許您將縮放因子應(yīng)用于整個(gè)圖案，例如，轉(zhuǎn)換x軸單位；或者縮放y軸值，使強(qiáng)度范圍與模擬的強(qiáng)度范圍相匹配。

　　編輯觀察到的陣列

　　CrystalDiffract的內(nèi)置數(shù)據(jù)編輯器允許您手動(dòng)編輯觀察到的模式的數(shù)據(jù)值。（這與在程序中創(chuàng)建新模式時(shí)出現(xiàn)的編輯器相同。）

　　要編輯現(xiàn)有觀察到的圖案，請(qǐng)執(zhí)行以下操作：

　　1使用“圖案列表”選擇要編輯的衍射圖案。（請(qǐng)注意，一次只能編輯一個(gè)圖案。）

　　2選擇：編輯>觀測(cè)數(shù)據(jù)。將顯示數(shù)據(jù)編輯器工作表或?qū)υ捒颉?

　　3使用+和–按鈕添加或刪除數(shù)據(jù)點(diǎn)。單擊x或y值進(jìn)行編輯。（請(qǐng)注意，出于編輯目的，可以通過將行拖放到表中的新位置來重新排列列表。）

　　4單擊窗口的“確定”按鈕，重新繪制衍射圖案。

　　刪除數(shù)據(jù)區(qū)域

　　當(dāng)使用Phase ID或Rietveld Refinement時(shí)，有時(shí)可能需要從圖中去除一些觀察到的峰值——通常是如果這些峰值來自雜質(zhì)相。您可以使用標(biāo)尺覆蓋來隔離區(qū)域，并刪除該區(qū)域中的任何數(shù)據(jù)值。

　　要清除觀察到的圖案的區(qū)域，請(qǐng)執(zhí)行以下操作：

　　1使用“圖案列表”選擇要編輯的衍射圖案。

　　2在選擇“箭頭”工具的情況下，單擊區(qū)域的一側(cè)并在該區(qū)域上拖動(dòng)，釋放另一側(cè)的鼠標(biāo)。標(biāo)尺顯示時(shí)，其垂直光標(biāo)位于區(qū)域的兩側(cè)。

　　3右鍵單擊標(biāo)尺以顯示其上下文菜單，然后選擇：清除區(qū)域

　　使用標(biāo)尺清除觀察到的數(shù)據(jù)區(qū)域。左側(cè)：區(qū)域已由標(biāo)尺的垂直光標(biāo)定義。右：從標(biāo)尺的上下文菜單中選擇“清除區(qū)域”命令后。

　　縮放X值

　　如果需要，可以自動(dòng)縮放觀察到的圖案的所有x值。您可能需要轉(zhuǎn)換單位，或校準(zhǔn)“原始”數(shù)據(jù)值。

　　示例1：如果你觀察到的飛行時(shí)間中子數(shù)據(jù)是以μs（微秒，1μs=10-6 s）為單位測(cè)量的，并且你想用CrystalDiffract繪制它們，它使用ms（毫秒，1 ms=10-3 s）標(biāo)度，那么你需要應(yīng)用0.001的因子將μs轉(zhuǎn)換為ms。

　　示例2：如果你觀察到的衍射儀數(shù)據(jù)是以步長(zhǎng)測(cè)量的，并且你想將其轉(zhuǎn)換為°2q，你可以根據(jù)兩個(gè)峰值之間的已知距離和你在屏幕上測(cè)量的距離來計(jì)算比例因子。因此，如果你的兩個(gè)峰值相距28.5°2q，這對(duì)應(yīng)于1200個(gè)x軸單位，你需要應(yīng)用28.5/1200=0.02375的因子將x軸單位轉(zhuǎn)換為°2q。（您可能還需要指定x偏移，這將在本章稍后討論。）

　　要重新縮放所有x值，請(qǐng)執(zhí)行以下操作：

　　1使用圖案列表選擇要縮放的圖案。

　　2選擇：圖案>縮放X值。此時(shí)將顯示圖紙或?qū)υ捒颉?

　　3輸入要應(yīng)用于x值的比例因子，然后單擊“確定”按鈕重新繪制。

　　縮放強(qiáng)度值

　　很可能，你觀察到的強(qiáng)度等級(jí)可能與用于模擬的強(qiáng)度等級(jí)不匹配。沒有理由這樣做：強(qiáng)度總是以任意單位記錄，并取決于所用輻射的強(qiáng)度、樣本大小、探測(cè)器效率和許多其他因素。相比之下，CrystalDiffract的模擬強(qiáng)度都使用了一致的強(qiáng)度等級(jí)——旨在讓您直接比較不同的模擬模式。為了將觀察到的模式與模擬的模式進(jìn)行比較，您可能需要對(duì)觀察到的數(shù)據(jù)應(yīng)用比例因子。這很容易做到，并且可以使用格式檢查器實(shí)時(shí)調(diào)整。

　　要將縮放因子應(yīng)用于y值，請(qǐng)執(zhí)行以下操作：

　　1選擇要編輯其數(shù)據(jù)的衍射圖案。

　　2在“檢查器的格式”選項(xiàng)卡中打開“位置和比例”組。

　　3設(shè)置“Y比例”復(fù)選框以啟用其編輯字段。4使用滑塊控件或其編輯文本字段調(diào)整Y比例。

　　請(qǐng)注意，與x軸縮放（如前所述）不同，應(yīng)用y軸縮放因子不會(huì)直接更改觀察到的數(shù)據(jù)值。而是在打印過程中應(yīng)用比例因子。這樣可以更容易地以交互方式“調(diào)整”比例因子

　　調(diào)整數(shù)據(jù)偏移

　　您也可以使用“位置和比例”組對(duì)x軸數(shù)據(jù)（可能是為了校正衍射儀中的系統(tǒng)誤差，根據(jù)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)的使用確定）或y軸數(shù)據(jù)（將“基線”降低到合理的顯示值）進(jìn)行零校正。

　　要將x或y偏移應(yīng)用于陣列，請(qǐng)執(zhí)行以下操作：

　　1選擇要編輯其數(shù)據(jù)的衍射圖案。

　　2打開“格式列表”中的“位置和比例”組。

　　3調(diào)整“X偏移”或“Y偏移”控件。

　　更改X軸

　　從“視圖”菜單更改軸類型時(shí)，觀測(cè)到的數(shù)據(jù)將相應(yīng)更新。例如，您可以從將原始數(shù)據(jù)可視化為2q的函數(shù)切換為d-間距或往復(fù)式-d

　　減去背景

　　CrystalDiffract提供了兩種定義觀察到的圖案背景的方法：自動(dòng)或手動(dòng)。自動(dòng)背景檢測(cè)CrystalDiffract有一種先進(jìn)的背景檢測(cè)算法，設(shè)計(jì)用于大多數(shù)模式。

　　要自動(dòng)檢測(cè)背景：

　　1選擇要?jiǎng)h除其背景的觀察到的圖案。

　　2導(dǎo)航到“模擬檢查器”中的“背景”組。

　　3選擇自動(dòng)檢測(cè)選項(xiàng)卡。

　　4單擊“計(jì)算”按鈕。背景曲線現(xiàn)在將疊加在您觀察到的圖案上

　　要?jiǎng)h除背景：

　　選中“減去背景曲線”復(fù)選框。

　　手動(dòng)背景在自動(dòng)背景檢測(cè)失敗的情況下，或者如果您需要更多的控制，您可以定義自己的背景功能。

　　要添加背景功能：

　　1選擇要?jiǎng)h除其背景的觀察到的衍射圖案。

　　2導(dǎo)航到“模擬檢查器”中的“背景”組。

　　3選擇手動(dòng)選項(xiàng)卡

　　4單擊“添加”按鈕。圖形窗格中會(huì)出現(xiàn)一條暗線，帶有兩個(gè)紅色控制點(diǎn)，用于編輯背景函數(shù)的形狀。

　　要編輯背景函數(shù)：

　　1如果背景功能不可見，請(qǐng)確保已選中觀察到的圖案，并且未設(shè)置“減去背景”復(fù)選框。

　　2在“衍射”窗格中，單擊并拖動(dòng)紅色控制點(diǎn)以彎曲背景函數(shù)

　　3垂直拖動(dòng)切線控制柄（白色圓圈）以更改坡度。

　　4拉伸或收縮切線控制柄以更改背景函數(shù)（在控制點(diǎn)處）的曲率半徑。

　　5要添加更多控制點(diǎn)，請(qǐng)單擊“背景”組中的“添加點(diǎn)”按鈕。

　　6要?jiǎng)h除當(dāng)前選定（活動(dòng)）的控制點(diǎn)，請(qǐng)單擊“背景”組中的“刪除點(diǎn)”按鈕。

　　保持簡(jiǎn)單：盡量不要添加太多控制點(diǎn)，因?yàn)檫@會(huì)減慢您的編輯和顯示速度。相反，請(qǐng)嘗試充分利用現(xiàn)有的控制點(diǎn)，調(diào)整它們的位置、曲率和坡度。對(duì)于大多數(shù)模式，您將需要不超過4-5個(gè)控制點(diǎn)。