10、长度尺度依赖的PDF精修

长度尺度依赖的PDF精修

1 引言

在材料科学研究中，精确理解材料的微观结构至关重要。传统的晶体学方法主要关注长程有序结构，而对于短程和中程有序或无序现象的分析却相对不足。近年来，随着实验技术和计算能力的进步，配对分布函数（PDF）作为一种强有力的工具，逐渐成为研究这些复杂结构的重要手段。本文将探讨如何根据不同长度尺度对结构模型进行PDF精修，以获得与局部、中程和远程结构一致的独立结构图像。

2 PDF简介

配对分布函数（PDF）是描述原子间距离分布的函数，通常表示为G(r)。它反映了材料中原子间的相对位置关系，尤其适用于分析短程和中程有序或无序现象。PDF可以通过X射线或中子对分布函数实验测量得到，也可以通过理论计算获得。

2.1 PDF的特点

• 实空间函数 ：PDF是实空间中的函数，与单晶漫散射不同，它可以聚焦于短程和中程有序或无序现象。
• 多尺度分析 ：PDF能够提供不同长度尺度下的结构信息，有助于全面理解材料的微观结构。

3 长度尺度依赖的PDF精修

为了实现对不同长度尺度的结构特征进行精确描述，一种有效的方法是使用较小的结构模型在不同的精修范围内进行优化。这种方法不仅可以简化计算，还能更准确地捕捉材料在各个尺度上的特性。

3.1 小结构模型的构建

构建小结构模型的第一步是选择合适的初始结构。通常，初始结构可以是一个简单的晶体结构或一个包含少量原子的簇。接下来，通过调整模型中的原子位置和种类，使其能够更好地反映材料的