Analiza danych proszkowej dyfrakcji X (XRPD) krótka instrukcja

Podobne dokumenty
10. Analiza dyfraktogramów proszkowych

Metody dyfrakcyjne do wyznaczania struktury krystalicznej materiałów

Dyfrakcja rentgenowska (XRD) w analizie fazowej Wykład 5

Metoda DSH. Dyfraktometria rentgenowska. 2. Dyfraktometr rentgenowski: - budowa anie - zastosowanie

Strukturalne i termiczne metody charakteryzacji materiałów

Część A wprowadzenie do programu

Uniwersytet Śląski Instytut Chemii Zakład Krystalografii Laboratorium specjalizacyjne

Dyfrakcja. Dyfrakcja to uginanie światła (albo innych fal) przez drobne obiekty (rozmiar porównywalny z długością fali) do obszaru cienia

Zaawansowane Metody Badań Strukturalnych. Badania strukturalne materiałów Badania właściwości materiałów

Tekstura krystalograficzna pomocna w interpretacji wyników badań materiałowych

Dyfrakcja rentgenowska (XRD) w analizie fazowej Wykład 6 i 7

Wskaźnikowanie rentgenogramów i wyznaczanie parametrów sieciowych Wykład 8

Dokładność i precyzja w dyfraktometrii rentgenowskiej

I.4 Promieniowanie rentgenowskie. Efekt Comptona. Otrzymywanie promieniowania X Pochłanianie X przez materię Efekt Comptona

Identyfikacja cząstek

Rentgenografia - teorie dyfrakcji

Charakterystyka struktury kryształu na podstawie pliku CIF (Crystallographic Information File)

ANALIZA JAKOŚCIOWA Rentgenowska analiza fazowa nieznanej próbki przy wykorzystaniu programu XRAYAN

STATYSTYKA MATEMATYCZNA WYKŁAD grudnia 2009

Wyznaczanie struktury krystalicznej i molekularnej wybranego związku koordynacyjnego w oparciu o rentgenowską analizę strukturalną

XPS (ESCA) X-ray Photoelectron Spectroscopy (Electron Spectroscopy for Chemical Analysis)

S. Baran - Podstawy fizyki materii skondensowanej Dyfrakcja na kryształach. Dyfrakcja na kryształach

Oscylator wprowadza lokalne odkształcenie s ośrodka propagujące się zgodnie z równaniem. S 0 amplituda odkształcenia. f [Hz] - częstotliwość.

Tworzenie buforów w ArcView

Rentgenowska analiza fazowa jakościowa i ilościowa Wykład 9

Oscylator wprowadza lokalne odkształcenie s ośrodka propagujące się zgodnie z równaniem. S 0 amplituda odkształcenia. f [Hz] -częstotliwość.

Ekonometria. Modelowanie zmiennej jakościowej. Jakub Mućk. Katedra Ekonomii Ilościowej

Dyfrakcja rentgenowska (XRD) w analizie fazowej Wykład 4 i 5 1. Podział metod rentgenowskich ze wzgl

Stacjonarność Integracja. Integracja. Integracja

Podstawy fizyczne absorpcji rentgenowskiej

Termodynamika i właściwości fizyczne stopów - zastosowanie w przemyśle

Przykład 2. Stopa bezrobocia

falowego widoczne w zmianach amplitudy i natęŝenia fal) w którym zachodzi

Rejestracja dyfraktogramów polikrystalicznych związków. Wskaźnikowanie dyfraktogramów i wyznaczanie typu komórki Bravais go.

Wyznaczanie stopnia krystaliczności wybranych próbek polimerów wykorzystanie programu WAXSFIT

Rozpoznawanie obrazów

Dyfrakcja rentgenowska (XRD) w analizie fazowej Wykład 7

Metody Optyczne w Technice. Wykład 5 Interferometria laserowa

Zaawansowane Metody Badań Materiałów dla WIMiR

Statystyka matematyczna. Wykład VI. Zesty zgodności

ĘŚCIOWO KOHERENTNYM. τ), gdzie Γ(r 1. oznacza centralną częstotliwość promieniowania quasi-monochromatycznego.

Zaawansowane Metody Badań Materiałów. Badania strukturalne materiałów Badania właściwości materiałów

Laboratorium z Krystalografii. 2 godz.

Zjawisko interferencji fal

Analiza danych Strona 1 z 6

Tworzenie powierzchni na bazie przekrojów charakterystycznych SIEMENS NX Bridge Surface

Badanie materiałów polikrystalicznych w aspekcie optymalizacji ich własności

NOWA STRONA INTERNETOWA PRZEDMIOTU:

Statystyka Matematyczna Anna Janicka

Badanie mechanizmów rekrystalizacji w metalach

Statystyka aktuarialna i teoria ryzyka, rozkłady szkód

Prezentacja przebiegu pomiaru obrazu dyfrakcyjnego monokryształu na czterokołowym dyfraktometrze Oxford Diffraction Gemini A Ultra.

Atom ze spinem i jądrem

O ŚREDNIEJ STATYSTYCZNEJ

Na A (n) rozważamy rozkład P (n) , który na zbiorach postaci A 1... A n określa się jako P (n) (X n, A (n), P (n)

Zaawansowane Metody Badań Materiałów. Badania strukturalne materiałów Badania właściwości materiałów

Dyfrakcja rentgenowska (XRD) w analizie fazowej Wykład 2 i 3

Możliwości zastosowania dozymetrii promieniowania mieszanego n+γ. mgr inż. Iwona Pacyniak

DYFRAKCJA RENTGENOWSKA NA MATERIALE PROSZKOWYM: JAKOŚĆIOWA I ILOŚCIOWA ANALIZA MIESZANIN WIELOFAZOWYCH W CIELE STAŁYM

Wprowadzenie Model ARMA Sezonowość Prognozowanie Model regresji z błędami ARMA. Modele ARMA

Metody systemowe i decyzyjne w informatyce

OPTYKA FALOWA I (FTP2009L) Ćwiczenie 2. Dyfrakcja światła na szczelinach.

Zaawansowane Metody Badań Strukturalnych. Dyfrakcja rentgenowska cz.2 Mikroskopia Sił Atomowych AFM

Promieniowanie rentgenowskie. Podstawowe pojęcia krystalograficzne

Krystalografia i krystalochemia Wykład 8 Rentgenografia metodą doświadczalną krystalografii. Wizualizacja struktur krystalicznych.

Spektroskopia mionów w badaniach wybranych materiałów magnetycznych. Piotr M. Zieliński NZ35 IFJ PAN

Drgania i fale II rok Fizyk BC

Konstrukcje metalowe Wykład VI Stateczność

Optyczna spektroskopia oscylacyjna. w badaniach powierzchni

Wyznaczanie stopnia krystaliczności wybranych próbek polimerów wykorzystanie programu WAXSFIT

R L. Badanie układu RLC COACH 07. Program: Coach 6 Projekt: CMA Coach Projects\ PTSN Coach 6\ Elektronika\RLC.cma Przykłady: RLC.cmr, RLC1.

Hipotezy statystyczne

Statystyka matematyczna. Wykład III. Estymacja przedziałowa

PRACOWNIA BIOFIZYKI DLA ZAAWANSOWANYCH

zadania z rachunku prawdopodobieństwa zapożyczone z egzaminów aktuarialnych

Hipotezy statystyczne

Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

Instytut Fizyki Doświadczalnej Wydział Matematyki, Fizyki i Informatyki UNIWERSYTET GDAŃSKI

DYFRAKCJA RENTGENOWSKA NA MATERIALE PROSZKOWYM: JAKOŚĆIOWA I ILOŚCIOWA ANALIZA MIESZANIN WIELOFAZOWYCH W CIELE STAŁYM

Testowanie hipotez statystycznych.

Krystalografia. Dyfrakcja na monokryształach. Analiza dyfraktogramów

Uniwersytet Śląski Instytut Chemii Zakład Krystalografii Laboratorium specjalizacyjne

Natęż. ężenie refleksu dyfrakcyjnego

Spektroskopia fotoelektronów (PES)

ZADANIE 111 DOŚWIADCZENIE YOUNGA Z UŻYCIEM MIKROFAL

Instytut Fizyki Doświadczalnej Wydział Matematyki, Fizyki i Informatyki UNIWERSYTET GDAŃSKI

RENTGENOWSKA ANALIZA STRUKTURALNA

Krystalografia. Wykład VIII

Kondensator, pojemność elektryczna

WYKŁADY ZE STATYSTYKI MATEMATYCZNEJ wykład 7 i 8 - Efektywność estymatorów, przedziały ufności

Wyznaczanie stałej sieci metodą Debye a-scherrera-hulla (DSH)

Weryfikacja hipotez statystycznych

Instrukcja do ćwiczenia. Analiza rentgenostrukturalna materiałów polikrystalicznych

Planowanie przejazdu przez zbiór punktów. zadania zrobotyzowanej inspekcji

WYKŁADY ZE STATYSTYKI MATEMATYCZNEJ wykład 9 i 10 - Weryfikacja hipotez statystycznych

Niech X i Y będą niezależnymi zmiennymi losowymi o rozkładach wykładniczych, przy czym Y EX = 4 i EY = 6. Rozważamy zmienną losową Z =.

Wiesław Łasocha 1,2, Katarzyna Luberda-Durnaś 2

Eugeniusz Łągiewka. Podstawy dyfrakcji promieni rentgenowskich, elektronów i neutronów

Transkrypt:

Analiza danych proszkowej dyfrakcji X (XRPD) krótka instrukcja X-ray powder diffraction (XRPD): krótkie podsumowanie Analiza jakościowa: przygotowanie dyfraktogramu i poszukiwanie moŝliwych faz strukturalnych Analiza dokładna: dopasowanie struktury metoda Rietveld a

XRPD Rozmiar ziaren kształt piku Intensywności pików Pozycje pików Background 10 20 30 40 2θ RozłoŜenie atomów w komórce c b a Symetria komórki i jej rozmiar

Początkowa uwaga Bezpośrednie rozpoznanie i dopasowanie (Ab initio) struktury krystalicznej nieznanych faz jest bardzo trudnym, złoŝonym delikatnym zadaniem.** Lepiej jest na początku, i to się często robi, dopasować strukturę krystaliczną wykorzystując model początkowy bazujący na innych przesłanakach, doświadczeniu, bazach danych związków juŝ poznanych. ** metody Ab initio Harris, K.D.M., M. Tremayne, and M. Kariuki. Contemporary Advances in the Use of Powder X-Ray Diffraction for Structure Determination, Angew. Chem. Int. Ed. 40 (2001) 1626-1651. Giacovazzo, C. Direct Methods and Powder Data: State of the Art and Perspectives, Acta Crystallogr. A52 (1996) 331-339. Scardi, P., et al. International Union of Crystallography Commission for Powder Diffraction. http://www.iucr.org/iucr-top/comm/cpd/

XRPD mamy zrobiony dyfraktogram!

Główne piki: czy są symetryczne? Czy jesteśmy w stanie rozróŝniać piki od tła? Czy statystyka szumów nam odpowiada? Czy moŝemy rozróŝnić roŝne piki? Czy rozdzielczość, skok pomiaru, są zadowalające do dalszej analizy?

Szukanie struktury bazowej, która pasowałaby do otrzymanych danych, na podstawie wiedzy a priori o próbce Porównanie otrzymanego dyfraktogramu z tymi zawartymi w bazie danych związków o podobnym składzie chemicznym MoŜna poszukać w internecie: http://database.iem.ac.ru/mincryst/ http://webmineral.com/ http://barns.ill.fr/ MoŜna uŝyć komercyjnych programów i bazy danych struktur: X Pert High Score ICDD PDF2, PDF4

y2o3.dat

25000 20000 15000 Otrzymany dyfraktogram 'y2o3.dat' u 1:2 y2o3.dat Jeśli orientacyjnie dyfraktogramy pasują do siebie... 10000 5000 0 10 20 30 40 50 60 database go ahead! Dane z bazy

icsd_86815.cif icsd_86815.cel śeby oszczędzić sobie pracy, to dane o strukturze z bazy danych moŝna zapisać w plikach o przyjętym powszechnie standardzie CIF albo CEL

PowderCell, program do początkowej analizy danych, pozwala na: - wizualizację struktury, - generowanie testowych dyfraktogramów na podstawie modeli - dopasowanie struktury metodą Rietveld a - etc... http://www.ccp14.ac.uk/tutorial/powdcell/index.html ftp://ftp.bam.de/powder_cell/

Generowanie dyfraktogramu RoŜne opcje obrazowania komórki Wygląd komórki Dopasowania struktury Modyfikacja komórki Pobranie struktyry z pliku (.cel)

Pobieranie struktury komórki

Warunki eksperymentu: długość fali X geometria eksperymentu zakres kątowy incoming beam θ diffracted beam θ

y2o3.x_y Dane otrzymane i modelowane są podobne, nasz model jest w przybliŝeniu poprawny, teraz moŝemy wyznaczyć bardziej dokładne informacje o strukturze

Metoda Rietveld udokładniania struktury I calc = I bck + S Σ hkl C hkl (θ) F 2 hkl (θ) P hkl (θ) tło współczynnik skali Miller korekcje czynnik struktury funkcja profilu piku symetria geometria eksperymentu Pozycje atomów, zajętość pozycji czynniki temperaturowe Rozmiar ziaren,napręŝenia wewnętrzne, tekstura + rozdzielczość eksperymenty

wiązka padająca wiązka ugięta 2θ odchylenie - przesunięcie Sample przesunięcie zera

I calc = I bck + S Σ hkl C hkl (θ) F 2 hkl (θ) P hkl (θ)

Refinement of y2o3.x_y 12/10/2005 12.58.11 R-values Rp=18.08 Rwp=24.85 Rexp=2.01 2 iterations of 6 parameter old new icsd_86815 scaling : 1.2000 1.2000 lattice a : 10.5968 10.6090 profile U : -0.1870-0.4973 PsVoigt2 V : 0.0020 0.7986 W : 0.1050-0.2679 overall B : 0.0000 - global parameters zero shift : -0.1475-0.1997 displacement : 0.0000 - backgr. polynom : 13 13 coeff. a0 : 4515.8630 6590.1070 a1 : -841.4-1060 a2 : 68.74 75.86 a3 : -2.669-2.745 a4 : 0.05247 0.0522 a5 : -0.0004457-0.0004386 a6 : -6.29E-7-5.966E-7 a7 : 3.161E-8 3.121E-8 a8 : -3.797E-12-8.06E-12 a9 : -1.953E-12-1.947E-12 a10 : 2.97E-16 6.361E-1 a11 : 1.251E-16 1.261E-1 a12 : -6.315E-19-6.571E-1 a13 : 8.173E-22 8.861E-2

Szykanie innych dodatkowych informacji CMPR http://www.ncnr.nist.gov/xtal/software/cmpr/

MoŜliwość łączenia róŝnych danych w celu symulacji dyfraktogrmów wielofazowych

1 (multi-) peak fitting routines

Mozliwość wyboru pików do dopasowań

Ciekawe narzędzie do analizy kształtu pików

GSAS http://www.ccp14.ac.uk/solution/ gsas/

I calc = I bck + S Σ hkl C hkl (θ) F 2 hkl (θ) P hkl (θ)

peak breadth Gaussian: σ 2 = GU tan 2 θ + GV tan θ + GW tan 2 q + GP/cos 2 θ sample shift: sample absorption: s = - π R shft / 3600 µ eff = - 9000 / (π R Asym) Gaussian Sherrer broadening peak breadth Lorentzian : γ = (LX - ptec cos φ)/cos θ + (LY - stec cos φ) tan θ Lorentzian Sherrer broadening (particle size) Anisotropy Lorentzian strain broadening Anisotropy (stacking faults)

Gaussian Breadth: Lorentzian Breadth: σ 2 = GU tan 2 θ + GV tan θ + GW tan 2 q + GP/cos 2 θ γ = (LX - ptec cos φ)/cos θ + (LY - stec cos φ) tan θ Strain: S = d/d Gaussian contrib. S = sqrt[8 ln 2 (GU- U i )] (π/18000) 100% Instrumental contribution Lorentzian contrib. S = (LY Y i ) (π/18000) 100% Instrumental contribution Particle size: P P = (18000/ π) K λ / LX Scherrer constant

2 1 4 3 Mp = Σ w (I exp -I calc ) 2 Rp = Σ (I exp -I calc ) / Σ I exp wrp = sqrt[ Mp / Σ I 2 exp ] χ 2 = Mp / (N obs - N var )