CrystalDiffract(晶体分子结构)

　　CrystalDiffract 7是一个独立的粉末衍射程序，将最好的绘图工具与先进的模拟、实时交互式参数控制和直观的测量相结合，让用户可以通过这款软件轻松模拟任何晶体的x射线、中子和电子粉末衍射，用户可以在软件上实时编辑结构、样品和仪器参数，可以根据实验数据细化晶体结构，可以通过注释和预览保存完整的衍射实验，除此之外，还有用于背景相减、峰值测量、相位识别的新的自动化功能，以及快速、简单（有效）的Rietveld结构细化，需要的朋友可以下载体验。

新版功能

　　1、Rietveld Refinement。

　　该程序包括一个新的 Refine 检查器，它允许参考起始结构对观察到的衍射图案进行智能细化。该程序可自动执行细化设置，并包括自动细化功能，以及按顺序细化参数的智能策略。

　　CrystalDiffract 中的 Rietveld 细化是一种全新的算法，从头开始在内部开发，可在多核机器上实现最佳性能。这不是一些现有的第三方代码，周围包裹着一个花哨的界面！

　　与我们所有的软件一样，该程序包括适用于较旧的英特尔处理器以及较新的 Apple Silicon 的本机代码。（据我们所知，这是同类产品中唯一真正的原生Mac软件包;所有其他软件都需要Qt或Java等模拟器。

　　2、峰值查找器。

　　该程序可以扫描观察到的模式并识别峰的位置、d 间距和相对强度。

　　3、背景检测。

　　我们实现了一种新的自动方法来检测观察到的数据集的背景。Simulate Inspector 的 Background 组已重新设计。

　　4、Library

　　添加了一个集成结构库（类似于 SingleCrystal 4 中包含的库），以便用户可以直接从程序中模拟图案，而无需加载外部文件。（与 SingleCrystal 不同，用户可以选择多个选项。

　　5、Phase ID

　　该程序内置了全面的相 ID，使您能够从衍射图中轻松识别未知（但纯）的相。

　　6、高角度 X 射线散射因子。

　　我们现在使用 Fox 等人 1989 年的数据来计算范围的高角 X 射线散射因子：2 < sin θ / λ < 6 Å-1。作者使用四阶多项式来拟合 ln（fx） 的角度依赖性。它们的系数列在《国际晶体学表（第二版）》C卷的表6.1.1.5中。 不幸的是，它们的结果对于Li，Mg，Si，Ni和Zr是完全不正确的。因此，我们为 He （Z=2） 和 Cf （Z=98） 之间的所有元素生成了自己的拟合，并使用我们的数字进行高角度计算。

　　7、电子散射因子。

　　以前，我们使用莫特方程将 X 射线散射因子转换为电子散射振幅。不幸的是，这种方法在低角度下失败，因为莫特方程渐近线为无穷大。因此，我们现在在启动时加载两个表（低角度和高角度）。

　　8、改进了检查器。

　　具有组图标和现代选项卡设计的外观更简洁。现在有三个选项卡，“显示”、“模拟”（以前称为“参数”）和“优化”。

　　9、改进了首选项。

　　首选项（macOS Ventura 上的“设置”）面板更宽，布局进行了大量更改。请注意，“散射因子”已从单独的窗口移至此处。

　　10、杂项。

　　通过按住 Option 键单击模式列表复选框来快速隔离模式。

　　新的文档扩展名 crdx。

　　现在，将新图案拖放到衍射窗格中会导致在“图案列表”中选择该图案（并取消选择任何其他图案）。

新版特色

　　CrystalDiffract 7有一个时尚的新界面设计，带有新的检查员和动画控件。Mac版本还具有苹果的集成工具栏外观和全高侧边栏。

　　•Mac版本采用了新的“Ventura”和“Sonoma”外观，带有圆形图标和集成工具栏的全高侧边栏，以最大限度地增加您的工作空间（需要macOS 11“Big Sur”或更高版本；在早期系统上使用更传统的界面）。

　　•带有Add（“+”）和Actions（操作）下拉菜单的新侧边栏页脚。

　　•具有自动打开/关闭功能的动画披露组，以减少混乱。（若要禁用此功能，请在“检查器”中右键单击以显示上下文菜单，然后取消选中“自动关闭组”命令。）

　　•流线型工具栏。下拉菜单和弹出菜单有助于节省空间；自定义允许拥有较大屏幕的用户根据需要添加其他工具。

　　您可能会注意到，CrystalDiffract的Gallery窗口中的所有示例都在右侧显示注释。这些内容旨在提供信息，您可以使用此区域使用富文本格式记录有关您自己的衍射实验的笔记。

　　•文档范围内的注释（独立于模式选择）。

　　•使用Inspector分段控件的Notes和Parameters段，在显示Notes或Parameters Inspector之间切换（）。

　　•编辑有关衍射实验的富文本信息（使用“编辑>格式”子菜单访问字体和样式命令）。

　　•通过单击当前选定的检查器按钮段来隐藏检查器窗格（例如，如果显示了Notes检查器，请单击Notes按钮来隐藏检查器）

　　CrystalDiffract 7文档以新的“.crdx”文件格式保存。这对所有浮点变量使用全64位精度，改进了版本6及更早版本的32位精度。

　　此文件格式还包括嵌入的预览，可以通过用于文件缩略图和预览的嵌入快速查找插件在Gallery窗口和Finder（Mac）中查看（后者除了图形外还有文档注释）

　　与早期版本不同，CrystalDiffract 7提供了三种模式屏幕工具的选择。这些可以通过工具按钮在工具栏中获得，工具按钮可以显示为分段按钮，也可以显示为（分离的）弹出窗口，如下所示。

　　屏幕工具也可以通过“视图”>“屏幕工具”子菜单访问

　　滚动工具

　　默认工具Scroll允许通过从左到右单击并拖动图案来水平滚动图案。也可以通过单击并向上或向下拖动来垂直缩放图案。

　　放大工具

　　放大工具允许缩放区域（按住shift键单击可缩小）；也可以使用该工具单击并拖动以定义缩放区域：这是定义打印范围的一种快捷方法

　　箭头工具

　　新的箭头工具提供了一个半透明的光标，可以随鼠标移动，并提供x值和d间距的即时读数。任何选定的图案也会测量其强度。单击（并释放鼠标按钮）会显示常规屏幕光标。您可以单击并拖动它来测量所有可见图案的强度值（再次单击可隐藏此光标）。点击并拖动（超过一定距离）会显示标尺，从而实现实时距离测量

使用方法

　　1、将CrystalDiffract安装到电脑，等待软件安装结束

　　2、启动软件提示最近使用的文件、示例、视频教程、自学教程、文档

　　3、彩色背景示例

　　在这里，我们有一个观察到的中子飞行时间衍射图，绘制在彩色背景上。

　　使用显示检查器中的“图形选项”组

　　指定背景颜色（或使用透明填充）并设置网格线。

　　4、可以点击User's Guide或者点击What's New in CrystalDiffract查看教程

官方教程

　　编辑和缩放数据

　　CrystalDiffract允许您使用其内置的数据编辑器手动编辑观察到的模式的数据点。可以修改值、添加新数据点或删除现有数据点。

　　CrystalDiffract还允许您将缩放因子应用于整个图案，例如，转换x轴单位；或者缩放y轴值，使强度范围与模拟的强度范围相匹配。

　　编辑观察到的阵列

　　CrystalDiffract的内置数据编辑器允许您手动编辑观察到的模式的数据值。（这与在程序中创建新模式时出现的编辑器相同。）

　　要编辑现有观察到的图案，请执行以下操作：

　　1使用“图案列表”选择要编辑的衍射图案。（请注意，一次只能编辑一个图案。）

　　2选择：编辑>观测数据。将显示数据编辑器工作表或对话框。

　　3使用+和–按钮添加或删除数据点。单击x或y值进行编辑。（请注意，出于编辑目的，可以通过将行拖放到表中的新位置来重新排列列表。）

　　4单击窗口的“确定”按钮，重新绘制衍射图案。

　　删除数据区域

　　当使用Phase ID或Rietveld Refinement时，有时可能需要从图中去除一些观察到的峰值——通常是如果这些峰值来自杂质相。您可以使用标尺覆盖来隔离区域，并删除该区域中的任何数据值。

　　要清除观察到的图案的区域，请执行以下操作：

　　1使用“图案列表”选择要编辑的衍射图案。

　　2在选择“箭头”工具的情况下，单击区域的一侧并在该区域上拖动，释放另一侧的鼠标。标尺显示时，其垂直光标位于区域的两侧。

　　3右键单击标尺以显示其上下文菜单，然后选择：清除区域

　　使用标尺清除观察到的数据区域。左侧：区域已由标尺的垂直光标定义。右：从标尺的上下文菜单中选择“清除区域”命令后。

　　缩放X值

　　如果需要，可以自动缩放观察到的图案的所有x值。您可能需要转换单位，或校准“原始”数据值。

　　示例1：如果你观察到的飞行时间中子数据是以µs（微秒，1µs=10-6 s）为单位测量的，并且你想用CrystalDiffract绘制它们，它使用ms（毫秒，1 ms=10-3 s）标度，那么你需要应用0.001的因子将µs转换为ms。

　　示例2：如果你观察到的衍射仪数据是以步长测量的，并且你想将其转换为°2q，你可以根据两个峰值之间的已知距离和你在屏幕上测量的距离来计算比例因子。因此，如果你的两个峰值相距28.5°2q，这对应于1200个x轴单位，你需要应用28.5/1200=0.02375的因子将x轴单位转换为°2q。（您可能还需要指定x偏移，这将在本章稍后讨论。）

　　要重新缩放所有x值，请执行以下操作：

　　1使用图案列表选择要缩放的图案。

　　2选择：图案>缩放X值。此时将显示图纸或对话框。

　　3输入要应用于x值的比例因子，然后单击“确定”按钮重新绘制。

　　缩放强度值

　　很可能，你观察到的强度等级可能与用于模拟的强度等级不匹配。没有理由这样做：强度总是以任意单位记录，并取决于所用辐射的强度、样本大小、探测器效率和许多其他因素。相比之下，CrystalDiffract的模拟强度都使用了一致的强度等级——旨在让您直接比较不同的模拟模式。为了将观察到的模式与模拟的模式进行比较，您可能需要对观察到的数据应用比例因子。这很容易做到，并且可以使用格式检查器实时调整。

　　要将缩放因子应用于y值，请执行以下操作：

　　1选择要编辑其数据的衍射图案。

　　2在“检查器的格式”选项卡中打开“位置和比例”组。

　　3设置“Y比例”复选框以启用其编辑字段。4使用滑块控件或其编辑文本字段调整Y比例。

　　请注意，与x轴缩放（如前所述）不同，应用y轴缩放因子不会直接更改观察到的数据值。而是在打印过程中应用比例因子。这样可以更容易地以交互方式“调整”比例因子

　　调整数据偏移

　　您也可以使用“位置和比例”组对x轴数据（可能是为了校正衍射仪中的系统误差，根据内部标准的使用确定）或y轴数据（将“基线”降低到合理的显示值）进行零校正。

　　要将x或y偏移应用于阵列，请执行以下操作：

　　1选择要编辑其数据的衍射图案。

　　2打开“格式列表”中的“位置和比例”组。

　　3调整“X偏移”或“Y偏移”控件。

　　更改X轴

　　从“视图”菜单更改轴类型时，观测到的数据将相应更新。例如，您可以从将原始数据可视化为2q的函数切换为d-间距或往复式-d

　　减去背景

　　CrystalDiffract提供了两种定义观察到的图案背景的方法：自动或手动。自动背景检测CrystalDiffract有一种先进的背景检测算法，设计用于大多数模式。

　　要自动检测背景：

　　1选择要删除其背景的观察到的图案。

　　2导航到“模拟检查器”中的“背景”组。

　　3选择自动检测选项卡。

　　4单击“计算”按钮。背景曲线现在将叠加在您观察到的图案上

　　要删除背景：

　　选中“减去背景曲线”复选框。

　　手动背景在自动背景检测失败的情况下，或者如果您需要更多的控制，您可以定义自己的背景功能。

　　要添加背景功能：

　　1选择要删除其背景的观察到的衍射图案。

　　2导航到“模拟检查器”中的“背景”组。

　　3选择手动选项卡

　　4单击“添加”按钮。图形窗格中会出现一条暗线，带有两个红色控制点，用于编辑背景函数的形状。

　　要编辑背景函数：

　　1如果背景功能不可见，请确保已选中观察到的图案，并且未设置“减去背景”复选框。

　　2在“衍射”窗格中，单击并拖动红色控制点以弯曲背景函数

　　3垂直拖动切线控制柄（白色圆圈）以更改坡度。

　　4拉伸或收缩切线控制柄以更改背景函数（在控制点处）的曲率半径。

　　5要添加更多控制点，请单击“背景”组中的“添加点”按钮。

　　6要删除当前选定（活动）的控制点，请单击“背景”组中的“删除点”按钮。

　　保持简单：尽量不要添加太多控制点，因为这会减慢您的编辑和显示速度。相反，请尝试充分利用现有的控制点，调整它们的位置、曲率和坡度。对于大多数模式，您将需要不超过4-5个控制点。