“量子晶体学”与“电子结构晶体学”区别

casjxm

概念解释：
X射线晶体学（或称：现代晶体学）：1912年Bragg和laue发现X射线衍射现象之后创立的，主要用来确定原子坐标和温度因子，我们现在常说的晶体学指的就是这个。

量子晶体学：massa（共3人）提出，将量子力学理论与晶体学实验结合，可以从实验中获得实验校正后的量子力学信息（波函数），以及量子力学校正后的高精度实验电子密度，以此来区分“现代晶体学”。
1. Huang, L.; Massa L. and Karle, J. Int J Quantum Chem. 1999, 73: 439–50.
2. Grabowsky, S.;  Genoni, A.;  Burgi, H.-B. Chem. Sci. 2017, 8, 4159.
这里有两个事实：
1. 现代晶体学中晶体结构精修采用的原子散射因子其实是Hatree-Fock计算获得的，属于量子力学范畴，所里“现代晶体学”就已经采用了量子力学理论；
2. 现在晶体结构解析中采用的IAM（独立原子模型）是经典的；而常归属于“量子晶体学”的多极模型中使用的球谐函数也不是量子力学的专属函数，在经典力学的多种场合中也常用到。
因此，量子晶体学与现代晶体学之间是模糊的，量子晶体学主要是想凸显量子力学理论与晶体学实验的结合，即理论与实验结合，建立了（第一性）理论计算与晶体学实验的桥梁。

电子结构晶体学：由物构所郭国聪团队提出，用晶体学实验的方法研究电子结构（电子结构通常由第一性原理计算获得），一门以确定固体中电子结构及其性质为目的的晶体学实验科学；根据W. Kohn的定义，电子结构指的是电子密度与波函数及其衍生物理量；电子结构晶体学强调的是通过实验来获得电子结构，原则上包括但不限于通过散射，能谱等手段获得实空间，动量空间以及自旋空间的基态、激发态等的电子结构。现代晶体学主要研究的是物质中分子原子的排列结构(或称为分布)，而电子结构晶体学研究的是物质中的电子密度分布，两者的区别是明确的，虽然使用的技术方法也有交集。
1. Jiang, X.-M., Deng, S., Whangbo, M.-H., Guo, G.-C. Natl. Sci. Rev. 2022. 9, nwac017.;
2. Jiang, X.-M., Lin, S.-J., He, C., Liu, B.-W., Guo, G.-C. Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 11799-11803.

晶体学分支领域命名方法：
1. 按研究手段分
X射线晶体学（用X射线研究晶体学），电子晶体学（用电子研究晶体学），量子晶体学（可以看成是用量子力学手段来研究晶体学），这三个概念是用研究手段来对晶体学分支进行划分；类似的，应该还有中子晶体学，即用中子研究晶体学，只不过中子相对X-ray和电子比较难以获得，原理也与X射线晶体学和电子晶体学大同小异，所以没有人特别提出来。
2. 按研究对象分
除了按研究手段来划分晶体学分支，也可以按照研究对象来划分，现代晶体学主要研究的是物质中分子原子的排列(或称为分布)，所以现代晶体学也可以称为晶体结构晶体学，物质中除了分子原子的分布，还有电子云以及缺陷的分布等等，于是自然就有了电子结构晶体学，缺陷结构晶体学。

总结：
“量子晶体学”与“电子结构晶体学”区别在于：
1. 晶体学分支划分方式不同；
2. 技术上相互补充，有交集，但有各自强调的内容。