关注：

1） 如何对未知结构的XRD数据进行精修，获得晶面指数及晶面间距等数据---CASTEP

2) 利用Jade获得晶格常数: Jade 可打开mdi文件，及pd3文件

3) 晶面内的晶格常数 in-plane parameters  :晶面的切取vs　ＴＥＭ观察的实空间原子相或倒空间衍射斑点　　

4）XRD测量晶格常数的精度高于TEM衍射 的原因

http://bbs.instrument.com.cn/topic/6059978

(一)Jade 物相检索：

一般按“FOM”由小到大的顺序排列，FOM 是匹配率 的倒数。数值越小，表示匹配性越高。

在这个窗口中，鼠标所指的 PDF 卡片行显示的标准谱线是蓝色，已选定物相的标准谱线为 其它颜色，会自动更换颜色，以保证当前所指物相谱线的颜色一定为蓝色

(二）jade中计算晶格常数步骤

https://wenku.baidu.com/view/51e4539e240c844769eaeeca.html?re=view

https://wenku.baidu.com/view/b06beb51a32d7375a41780b4.html   （有图文参考！！）

1. 打开所需分析的文件　【如何打开新的文件，关闭旧的文件？】

2. 平滑（smooth all），扣除背底（fit BG）

3. 右击S/M（search/match）---Chemistry---选择你加入的标样元素（required elements）-OK-OK

----最下面选择一个正确的划勾----点击左上角返回上一页

【点击最右侧的“ show/hide Boolean Retrieval panel”(最右侧上下互为倒置的黑色三角形摁钮),在最底部弹出元素选择菜单，点击Chemistry,弹出元素周期表开始选择即可。深绿色表示特查物相中确定(必须)包含的元素，required elements】

4. Analyze--Theta Calibration--Calibrate---X

---点击Accept derived pattern or swap back 按钮

5. 右击S/M（search/match）---Chemistry---选择你体系的元素-OK-OK

----最下面选择一个正确的物相划勾----点击左上角返回上一页

【Ye:再次对谱线进行“寻峰”，而此次主要是针对所需计算点阵常数的相的谱线。】

6. 寻峰--全谱拟合--Options--Cell Refinement--Refine

【全谱拟合（点击Options——WPF Refinement——Refine——关闭关口（弹出对话框选择NO）】

【在菜单栏的下面显示了拟合的进程，其中 R=……，表示了拟合的误差，R值越小，表示拟合得越好，一般情况下，全谱拟合的 R 值可以达到 5%。 】

【选择菜单“Options”菜单中“Cell Refinement”命令，打开晶胞精修对话框。按下

“Refine”按钮，Jade 自动完成精修过程，并在原先显示晶胞参数的位置显示了精修后的结果。】

7. 这时你可以看到abc的值及下面所对应的误差。

【对于其它相，则依次选中各相的标准谱线，重复第 6 步即可。 Ye:如何选择混合物相中某一物相的谱线】

计算点阵常数

https://wenku.baidu.com/view/b737ed4733687e21af45a97d.html###

晶胞的点阵常数与很多因素有关。例如，在对一种合金的物相检索时，可能会发现，很难精 确地将衍射谱与 PDF 卡片标准谱对应起来。

   角度位置上总有那么一点点差异，这是为什么呢？因为合金通常情况下都是固溶体，由于固溶体中溶入了异类原子，而这些异类原子的原 子半径与基体的原子半径存在差异，从而导致了基体的晶格畸变，也就发生了基体的点阵常 数扩大或缩小。

   另外，点阵常数还与温度有关，因为我们都知道“热胀冷缩”的道理，我们也就不难理解在微观上晶格的变大和变小了。当然，由于掺杂的原因也可以使晶格常数变化。   必须指出的是，这种晶格常数变化通常是很微小的，一般反映在 102-103nm的数量级上。

  如果仪器的误差足够大或者计算的误差足够大，完全可以把这种变化掩盖或看之不见。

   点阵常数计算的误差来源于多方面。我们假设已完全按照“点阵常数精确测量”的要求测量出了一 条衍射谱，并从此开始计算出精确的点阵常数来。

   下面以某种 Al 合金为例，讲解点阵常数的精确计算步骤： 该合金为时效态，除基体外，还存在另外一种析出相。现在需要计算基体的点阵常数。

第一步：打开文件。

第二步：物相检索、扣背景和 Kα2、平滑、全谱拟合。

    因为计算的只是基体的点阵常数，因此，不需要检索出其它相，如果其它相也检索出来，应 当在主窗口中暂时不标记

    方法是在主窗口中单击“PDF 卡片列表”右边的数字，打开 PDF 卡片表，去掉除 Al 外的其 它物相前的对号，并将光标放在 Al 相所在的行。再关闭该列表。

第三步：选择菜单“Options-Cell Refinement”命令，打开晶胞精修对话框。

第四步：按下“Refine”按钮，Jade 自动完成精修过程，并在原先显示晶胞参数的位置显示 了精修后的结果。

第五步：观察并保存结果。

结果保存为纯文本文件格式，文件扩展名为.abc。

如果需要计算同一样品中其它某相的点阵常数，改变 PDF 卡片列表中的物相名称，重复上 面的步骤即可。

如果测量过程中存在较大的误差，或者晶体结构发生了变化，导致晶粒常数变化非常大，此 时“Refine”按钮变成灰色不可用，需要先计算晶体类型（Calc）。问题就变得复杂了。

https://wenku.baidu.com/view/b06beb51a32d7375a41780b4.html

(三)1.2 PDF卡片库的选择

一般人认为，通过X射线衍射方法就能了解样品中存在某些元素，其实这是一个误解。

X射线衍射是一种结构分析手段，而不是元素分析手段，有很多物相虽然结构上也存在微小的差别，但是X射线衍射物相分析并不能真正区分它们。

X射线衍射物相分析的目的应当是在已知样品元素组成的情况下检测这些元素的赋存状态。

PDF卡片库中有4个主要的数据库子库，即：Inorganic, ICSD Patterns, Minerals和ICSD Minerals。对于一般的样品，通常只需要选择这4个数据库就完全可以检索出全部物相。特别是当样品为天然矿物时，应当只选择矿物库的两个子库：ICSD Patterns, Minerals。否则，多选的数据库会对矿物物相分析带来困难。还有一点值得注意：ICSD(国际晶体学数据库)在物相检索中非常重要，因为很多新的物相在其它三个库中很难找到。我们应当注意的是，选择不同的数据库可能会得出不同的结果，数据库选择不合适时，可能会导致某些物相检索不出。

（四）XRD测量晶格常数的精度高于TEM衍射 的原因

http://bbs.instrument.com.cn/topic/6059978

我认为X-ray之所以高是因为其与样品的作用相比于电子束要小得多，因而发生的非弹性散射比较小，衍射峰很尖锐。而电子束与样品作用很强烈，发散较大，因此精度较差

XRD和TEM-SAED在解析晶体结构是各有特长

XRD能给出非常精准的晶胞参数，而TEM-SAED由于角度探测只有0.1-1deg，且是转换到相机长度来计算的，精度不够，再加上用肉眼去分辨和标尺的误差等等，很难精确的表达，虽然通过CBED可以获得更好精度的晶胞参数，但是针对的是微区，样品经常存在一定程度的应变，有点甚至来源于样品的制备，且其影响是非常明显的，XRD得到的是宏观的平均值。另外还存在一个本质的区别，XRD的源是光子，一种电磁波，没有静止的质量，TEM用的电子，具有波粒二象性，具有质量，在介质中运动速度是存在一定的差别的

XRD和电子衍射相比，分析的晶体大小是不一样的。电子穿透力小，适合薄晶体，这个时候，晶体的倒易点会被拉得很长（相比XRD），就算偏离量很大也能出现衍射效应，这意味着精度就相对低了。XRD就不同了，它是个大样本统计的，粉末晶体的倒易空间中对应的倒易点（由于大量晶体取向随机，倒易空间上其实是点组成了球面）很小（比电子衍射时对应晶体的倒易点小得多）。两者在分析晶体结构的精度上的差异，主要是这个原因。

lirongzhu

先说说影响因素，除了我上面讲的样品结构本身之外，还有样品高度、电镜LENS状态、象散、曝光时间、相机常数标定不确定度等等。
如何提高电子衍射测量的精度，关键在于测量条件一定要与标定相机常数时的测量状态一致，比如样品高度、物镜聚焦状态（相对于标准电压时的欠焦或过焦量）、象散等。还有，电子衍射花样采集时的曝光时间也很重要，时间越长斑点会越大，不确定度也就会加大，测量时重现性就会变差。
单纯靠电子衍射来测量晶格常数，再怎么提高精度，也是远逊XRD的。TEM、电子衍射，包括XRD，都不是简单的测量（毕竟测量是需要量值溯源，你得解决这个问题），而是一种表征手段，一种比对试验，需要标准图谱比如PDF卡片。提高电子衍射精度，意义不大。
至于你FFT测量误差偏大，除了高分辨像的质量和选择变换区域大小之外，就得考虑标尺校正的问题了，当然，校正偏差5%以下，还是可以接受的。
总之，别指望电子衍射提高测量精度，好比，米尺再怎么精确，你用米尺来量毫米级别的尺寸，可能吗？

wjianna

谢谢朱老师的解答。
介于影响因素众多，我能否得到结论：1）电子衍射不能精确测定晶胞参数； 2）只有内标才比较可靠。

其实我也没有打算用电子衍射精确测定晶胞参数，我的问题是如何面对实际中的困难，比如说：
1）在贵金属银铜合金中，研究者总是希望从电子衍射就判断出铜相和银相，我认为是不可能的，因为两个都是面心立方，晶胞参数相差不大。
因此就提出问题：晶胞参数相差多大的时候可以有把握看出差别？
2）现在研究纳米材料或者催化剂的太多！纳米颗粒得到晶格像很容易，做个FFT变换就可以得到晶体学数据也很诱人。可是不少同学总是问为什么量出来的晶面间距和标准值相差太多。那么，和标准值相同到哪一位是合理的？我们能否在拍摄晶格像时控制一些成像参数提高精确度？

lirongzhu

不好意思，我姓李。
你的结论：

1）如果你想要达到跟XRD级别的精度，那当然是不行的，能验证结论就行，仅此而已；

2）内标靠谱不好说，如果相机常数没有校正的情况，内标肯定是很好的选择啊，不过，目前普遍使用CCD相机拍衍射的情况下，谁还愿意用内标，直接校正标尺就可以了。不管怎么样，使用内标也得跟校正常数一样，尽量在一致的条件下拍摄，这是任何测量都必需遵循的原则；
你的举例：

1），你要判断两者的差别，如果衍射不行，为什么不能从其它的手段进行判断，比如EDS。每一种手段都会存在局限性，这个时候就可以采用另外的一种方式。具体晶胞参数相差多大，可以有把握看出差别，这个我也不清楚，没有仔细去研究过。一般来说，校正良好的话，标尺的相对误差在2%左右吧。那么，我们在测量的时候晶面间距的偏差应该就是0.02*d左右，测量的可靠精度就应该是这个数值的2倍，但很遗憾，我们经常发现相似相的差距都小于这个值，单纯靠电子衍射难以区分。标尺的校正很重要，虽然改善作用不是太大。

2）你应该知道，目前最高级别的电镜，晶格分辨率能达到0.078nm左右，精度是多少呢？肯定不是0.001nm吧，按照我上面的计算公式，能达到2%的相对偏差，或者绝对偏差的两倍即0.003nm的精度就已经很不错了。提高成像质量，虽然也能改善精度，然而改善量可以忽略不计。至于晶体参数测量值与标准值相同到哪一位是合理的，没有定论，通常保留至0.001nm，按照数值修约规则，最后一位是估算值。

wjianna

谢谢李老师的解答。
以后我可以坚定地说，晶体结构相同但晶胞参数相差不大的两个相不能用电子衍射区分。实际上我也是建议用EDS结果，幸好我们的电镜安装有STEM。

我很感兴趣李老师说的“偏差应该就是0.02*d左右”。这样说来如果d是0.2nm，偏差就是0.004
因此我们平时分析中看到电子衍射计算出来的晶面间距与XRD标准值相比在小数点后第二位一致，第三位偏差就是合理的。