TOPASとRIETAN-FPとの連携

TOPASとRIETAN-FPとの連携

免费粉末衍射精修软件RIETAN-FP的开发者泉 富士夫先生于2022年1月28日逝世后，「泉富士夫の粉末回折情報館」网页不再能够访问。RIETAN-FP的最后一版（2021/12/20）的下载地址现已转移到VESTA开发者門馬綱一先生的日本矿物网站上：https://jp-minerals.org/rietan/ (RIETAN-FP?VENUS システム配布ファイル jp-minerals.org)

RIETAN-FP是一个连接了很多第三方免费计算化学软件的粉晶衍射数据分析平台。其部分手册为英文，其余部分为日文。推荐会这两种语言的小伙伴使用。下图总结了其与常用的第三方计算化学软件的联系：RIETAN-FP可以直接输出这些软件所需的输入文件后缀名格式。除非常有名的粉晶解结构软件EXPO和电荷翻转法解结构软件Superflip外，最常用的就是用最大焓分析（Maximum Entropy Method）计算晶胞内的电子云分布的Dysnomia；以及绘制高质量晶胞结构，电子云图，和离子转移通道的VESTA。后者在当下研究全固体电池中的固体电解质上得到广泛使用。

传统的结构因子计算都是基于晶胞内各原子坐标和密勒指数点积作为相，原子的散射尺寸作为模的复数加和。而Maximum Entropy Method方法将结构因子与晶胞内电子云联系起来，更接近X射线衍射的本质：光子是被电子云所散射相干的，而不是被原子核。于是产生了有别于Rietveld全谱拟合的基于最大焓分析的全谱拟合方法（MEM based Profile Fitting）。特别是对一些共价键比重大的有机分子晶体，与计算自晶体结构的结构因子比起来，由3D电子云计算的结构因子能更准确地拟合它们的实测峰强。
但是RIETAN-FP的输入文件.ins动辄1000+行（除去注释也有600+行），跟TOPAS最少20行即可精修相比，上手十分困难。即使是必要的精修参数调整也非常不方便。本文的贡献在于上图的左上角。将TOPAS作为RIETAN-FP的初次精修工具：在TOPAS方便快捷的精修中加入本文附件的两个macro，Out_Ins 输出RIETAN-FP所需的输入文件格式.ins，Out_Int输出RIETAN-FP所需的数据文件格式.int。

将附件的两个文件内容复制进TOPAS安装文件夹下local.inc保存。重启TOPAS即可在一般的单相精修中使用这两个macro。使用范例如下：

xdd

...

LP_Factor(!lpf,26.6)

[ lpsd_th2_angular_range_degrees 4 ]

[ lpsd_equitorial_divergence_degrees 1 ]

[ lpsd_equitorial_sample_length_mm !FPlength 20 ]

[ lpsd_beam_spill_correct_intensity 1 ]

...

str

...

phase_name"any_phasename"

...

Out_Ins(same_phase_name)‘先输出.ins

Out_Int(same_phase_name) ‘再输出.int

本贴最上方的视频是用该方法产生的一个有机分子晶体的电子云图。

本贴附件2是我自己翻译的简体中文的Dysnomia手册，由于该手册是2014年写成的，里面的链接可能失效，但原理还是一样的。

翻译若有错误欢迎下面跟帖指正。