晶体结构的精确解析对于理解物质的性质、性能以及开发新型材料至关重要。而Rietveld精修正是这样一种强大的晶体结构分析技术。
Rietveld精修的核心原理是利用多晶衍射数据全谱信息,在假设晶体结构模型和结构参数的基础上,结合峰形函数来计算多晶衍射谱,并通过最小二乘法调整结构参数与峰形参数,使计算衍射谱与实验谱相符,从而使初始晶体结构向真实晶体结构逐渐逼近。这一过程对精确解析晶体结构具有重要意义。
Rietveld精修的核心在于利用多晶衍射数据的全谱信息,通过最小二乘法对晶体结构参数和峰形参数进行优化调整,使计算衍射谱与实验谱尽可能相符。具体而言,在假设晶体结构模型和结构参数的基础上,结合峰形函数来计算多晶衍射谱。衍射谱强度可以通过择优取向、结构因子、温度因子、洛伦兹偏振因子等参数计算得到。然后,采用最小二乘法调整结构参数与峰形参数,使计算衍射谱与实验谱的差值达到最小,从而使初始晶体结构逐渐逼近真实晶体结构。
在精修过程中,需要不断调整各种参数,包括结构参数(如晶胞参数、原子坐标、温度因子、原子占有率等)和非结构参数(如仪器的几何光学参数、样品偏差、晶粒大小和微观应力、择优取向等)。通过不断调整这些参数,使计算衍射谱与实验谱的差值达到最小,从而得到修正后的结构参数。