Allgemeines

Hauptanliegen von PowderCell  ist einmal die intuitive Struktursimulation durch schrittweise Manipulation und der anschließende Vergleich von experimentellen und berechneten Diffraktogrammen. Andererseits sind im Programm Verfeinerungsalgorithmen enthalten, die es ermöglichen, experimentelle Pulverbeugungsdiagramme automatisch anzupassen. Ein wesentliches Anliegen dabei war und ist, die Bedienung des Programmes so verständlich und übersichtlich wie möglich zu halten und sich nur auf die Pulverbeugung betreffende Fragestellungen zu beschränken. Dabei fallen aber immer noch genügend interessante Informationen ab, die die Kristallsymmetrie betreffen oder den Phasenbestand, die mittlere Korngröße oder Gitterverzerrungen ermitteln lassen.

Abb.1: Die Bildschirmkopie zeigt das neue Outfit des Programms. Im Unterschied zur DOS-Version ist die Windows-Version in der Lage, bis zu 10 Phasen gleichzeitig zu berücksichtigen. Das dargestellte Quarz-Strukturmodell wurde erzeugt mit POVRay.

Abb.2: Wechselspiel zwischen Strukturmanipulation (Drehung eines Molekülfragments) und des Reflexdiagramms. Der Einfachkeit halber wird nur ein Molekül dargestellt. Die Filmsequenz wurde mit Hilfe von POVRay erstellt.

Grundlegende Funktionen

Mit Hilfe von PowderCell  sind Sie z.B. in der Lage

• unterschiedliche Import-Formate für Strukturdaten zu verwenden (ICSD, Shelx, POWDER CELL),
• mehr als 740 unterschiedliche Raumgruppen-Beschreibungen zu nutzen, um Kristallstrukturen darzustellen,
• für monokline, orthorhombische und rhomboedrische Raumgruppen-Typen die unterschiedlichen Aufstellungen ineinander zu transformieren,
• alle klassengleichen und translationengleichen Untergruppen zu generieren — eine bequemes Mittel zur Untersuchung von Phasenübergängen oder anderer Effekte, die durch eine Verringerung der Symmetriedichtebeschreibbar sind
• die Atomanordnung der Struktur innerhalb der Elementarzelle durch Drehung und Verschiebung zuvor selektierter Atome oder Moleküle zu verändern,

• für bis zu 10 Phasen die zugehörige Röntgen- bzw. Neutronen-Pulverdiffraktogramme praktisch gleichzeitig zu simulieren,
• unterschiedliche Beugungsbedingungen zu berücksichtigen, z.B. unterschiedliche Strahlungen, Dublettaufspaltung, Beugungsgeometrien, variable Blenden, Vorzugsorientierungen, anomale Dispersion, beliebige Volumen oder Massenanteile eines Gemisches etc.
• unterschiedliche Faltungsfunktionen einzusetzen,
• experimentelle und theoretische Kurven miteinander zu vergleichen (z.B. visuell oder durch unterschiedlich definierte R-Werte),

• sowohl die Kristallstruktur- als auch die Diffraktogramm-Darstellung zu exportieren (z.B. Windows Metafile, PostScript, POVRay),
• die Zwischenablage von Windows zu nutzen, um Grafiken oder Tabellen in andere Programme zu übernehmen,
• die berechneten Diffraktogramme in ausgewählte Fileformate zu exportieren (z.B. Siemens Diffrac AT: *.raw).

PowderCell 2.3  bietet zudem weitere Möglichkeiten, z.B.

• vollständige Übersicht aller generierter Atomlagen, Bindungslängen und -winkel, Raumgruppeninformationen (allgemeine und spezielle Lagen, Wyckoff-Notation, Auflistung aller maximalen Untergruppen incl. Achsentransformationen und Nullpunkt-Verschiebungen),
• vollautomatische Anpassung der Diffraktogrammsimulation an experimentelle Kurven, z.B. durch den Einsatz eines Untergrundpolynoms, von Skalierungsfaktoren, der Gitterkonstantenvariation, einer möglichen Probendejustage, einer Nullpunktsverschiebung, einer FWHM-Abhängigkeit, der verwendeten Faltungsfunktion, eines phasenspezifischen, allgemeinen Temperaturfaktors und/oder einer Vorzugsorientierung.
• Berechnung von size and strain
• Ausblenden bestimmter Bereiche im Diffraktogramm
• quantitative Phasenanalyse
• Peakentflechtung zur Strukturamplitudenabschätzung hinsichtlich Strukturanalyse aus Pulverdaten (Le Bail-Algorithmus) 
  
  

Folgerungen

PowderCell ist ein sehr nützliches Hilfsmittel zur

1. Unterstützung der Kristallstrukturbestimmung durch Verwendung von Pulverdiffraktogrammen

2. Optimierung der Ausbildung, da viele kristallographische Gesetzmäßigkeiten (Raumgruppensymmetrie, spezielle Lagen, Auslöschungen etc.) visualisiert aber auch experimentelle Einflüsse auf das Diffraktogramm direkt simuliert werden können

3. Bearbeitung praxisrelevanter Fragestellungen, z.B. Phasengemische, Phasenidentifikation, Existenz von Vorzugsorientierungen, Korngrößenabschätzung u.s.w.

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Hinweise zum Download

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