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[磁结构] 求助:FullProf中TOF中子数据的模拟退火(SA)磁结构求解模板

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发表于 2025-11-23 17:05:40 | 查看全部 |阅读模式
各位老师和同行,大家好!
我在使用FullProf进行磁结构精修时遇到一个问题,想向大家请教:
背景:
  • FullProf很早就支持了利用模拟退火(Simulated Annealing, SA)技术来随机求解磁矩排列
  • 官方提供的SA模板文件都是针对恒定波长(CW)中子衍射数据的格式

我的需求:
  • 现在需要对飞行时间(TOF)中子衍射数据进行类似的磁结构模拟退火求解
  • 但没有找到TOF格式下SA方法的输入文件模板

求助内容:
  • 是否有老师可以分享一份TOF格式的SA模拟退火pcr模板文件?
  • 或者能否指导一下从CW格式模板改写到TOF格式需要注意哪些关键参数和设置?

如果有相关经验或资料,非常感谢您的分享和指导!

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发表于 2025-11-23 18:05:26 | 查看全部
本帖最后由 casjxm 于 2025-11-23 18:07 编辑

CW与TOF是两种不同的数据类型,如果找不到TOF数据与SA方法一起的模版,应该就要自己改了,可以结合fullprof的examples里面SA的模版与TOF的模版(如Arg_si, Cecoal和Cecua1)。主要的问题是CW和TOF的精修参数有比较大的区别,这里是deepseek描述的区别,可以参考一下,希望对你解决问题有帮助:
下表清晰地对比了它们在关键参数设置上的主要区别。

参数类别
2θ 数据
TOF 数据
数据范围与单位​
以角度(度, °)为单位,例如 5.0 120.0
以微秒(μs)或其他时间单位为单位,范围由实验装置决定
零点校正​
Zero​ 参数至关重要,校正探测器角度零点偏差
通常不适用或非常小,因为测量的是粒子飞行时间
峰形函数​
常用Caglioti公式(如PV, pV)描述峰宽随角度的变化,参数包括U, V, W​
使用复杂的经验函数(如 e.g. E-TCH Voigtian),峰形与时间(d-间距)关系复杂,参数常为σ², α, β​ 等
仪器贡献峰宽​
通过U, V, W​ 参数模型化
通过Sig-1, Sig-2, ...​ 和 Gam-1, Gam-2, ...​ 等参数在分辨率文件中定义
背景处理​
常用余弦傅里叶级数(COD背景函数)或多项式,参数如 Bkground 1-12​
常用带偏移的指数衰减函数(ECB背景函数)或多项式,参数如 Bkground 1-12



在使用FullProf Suite解析磁结构时,根据中子衍射数据是来自角分辨(2θ)仪器还是飞行时间(TOF)仪器,参数设置上有重要区别。这两种数据类型的本质差异直接影响了您在FullProf中需要定义和精修的参数。
下表清晰地对比了它们在关键参数设置上的主要区别。
上表中的区别主要源于两种测量原理的根本差异:

  • 2θ数据 基于布拉格条件,衍射峰的位置和形状强烈依赖于几何角度。因此,仪器零点(Zero)和描述角度依赖峰宽的Caglioti参数(U, V, W)是精修的关键。其背景主要来自非相干散射等,通常用周期性的余弦函数拟合效果较好

  • TOF数据 基于中子从源到探测器的飞行时间,峰位与d-间距直接相关,峰形由中子脉冲宽度和仪器分辨率决定。因此,峰形由一系列描述高斯(Sig-i)和洛伦兹(Gam-i)分量随d-间距变化的参数控制,这些参数通常预先测定并存储在分辨率文件中,精修时应主要调整尺度因子而非参数本身。其背景通常更复杂,随飞行时间衰减,故常用ECB等函数
操作实践建议
在实际操作中,除了理解参数含义,以下实践建议能帮助您更好地完成精修:

  • 初始值设置:对于Zero、U/V/W或Sig-i/Gam-i的尺度因子等参数,应先用已知的标准样品进行标定和精修,获得准确的仪器参数,再用于待测样品的精修。背景函数的系数可从粗略的线性估计开始。
  • 精修策略:务必采取逐步引入的策略。先只精修尺度因子、峰位参数(如Zero)和样品整体参数,固定峰形和背景。待模型收敛后,再逐步放开峰形参数(如U/V/W)和背景参数进行精修,并密切关注各参数的相关性,避免过度参数化。
  • 结果判据:精修的最终目标是获得合理且稳定的晶体与磁结构模型,同时拟合优度因子(如Rp, Rwp, GoF)显著降低。要确保精修后的原子参数(坐标、占位、温度因子)和磁矩物理合理,没有不正常的数值。



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 楼主| 发表于 2025-11-23 18:24:44 | 查看全部
我去年就照着模板改了,但是软件不识别这个模式会强制改成CW格式,按理说应该类似单晶那种蓝色和黑色点点跳跃的精修图,但是很明显我们根据CW建的这个有很大问题,尝试过给软件开发者发邮件也没回,不知道国内有人用过这个吗

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发表于 2025-11-23 19:48:54 | 查看全部
大概率是参数设置有问题,manual里对每个参数的说明很详细,只能看manual了;另外可以问下散裂中子源的老师看看,他们有一些人对这个有研究
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