最新GSAS软件操作简介

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1、精品资料GSAS软件操作简介.GSAS软件操作简介2008-11-17 21:32:55|分类： |标签： |字号大中小订阅 GENERAL STRUCTURE ANALYSIS SYSTEM 目前常用的Rietveld结构精修软件有GSAS, Fullprof, Rietan, BGMN, DBWS, WinPLOTR等等，其实他们的核心算法都是一样的。DBWS是最早的精修软件，但由于其是DOS操作界面，目前用户越来越少。而GSAS由于操作方便、界面友好、更新迅速而得到广泛使用。GSAS有两个版本的软件，一个叫PC-GSAS，另外一个叫EXPGUI。PC-GSAS是Los Alamos Na

2、tional Laboratory的Allen C. Larson和Robert B. Von Dreele编写的，联系方式 Bob von Dreele - ，文章引用应标明：A.C. Larson and R.B. Von Dreele, General Structure Analysis System (GSAS), Los Alamos National Laboratory Report LAUR 86-748 (1994).PC-GSAS是基于人机对话的方式，操作起来稍显复杂。在这儿我们主要介绍EXPGUI。EXPGUI是B. H. Toby在GSAS的基础上编写的图形用户界面（

3、Graphical User Interface）程序，可以说EXPGUI囊括了我们所经常用到的大部分GSAS的功能，但不是全部。文章引用应标明：B. H. Toby, EXPGUI, a graphical user interface for GSAS, J. Appl. Cryst. (2001). 34, 210-213. 联系方式: Brian Toby - 本文主要包括以下几个部分：1 软件下载与安装2 数据导入与模型建立3 结构精修过程过程（背景函数，晶格参数，峰形参数，原子位置，温度因子，择优取向）4 数据导出与处理1软件下载与安装主页下载地址：http:/www.ccp14.

4、ac.uk/ccp/ccp14/ftp-mirror/gsas/public/gsas/ftp:/ftp.ccp14.dl.ac.uk/ccp14/ftp-mirror/gsas/public/gsas/http:/ccp14.sims.nrc.ca/ccp/ccp14/ftp-mirror/gsas/public/gsas/作者编写了非常详细的使用说明文件：GSASManual.pdf，可以从网上下载：ftp:/ftp.lanl.gov/public/gsas/manual/GSASManual.pdf.http:/www.ccp14.ac.uk/ccp/ccp14/ftp-mirror/g

5、sas/public/gsas/manual/GSASManual.pdfEXPGUI可以运行在多种平台：Windows，Mac，UNIX，Linux，SGI。在Windows操作系统下面只要运行gsas+expgui.exe，按照提示就可以顺利完成安装。2. 数据导入与模型建立2.1 格式转换GSAS可以处理中子衍射（飞行时间数据和固定波长数据）和X射线衍射。关于中子衍射可以参考GSASManual的实例，也可以随时随地按F1获得在线帮助。我们主要演示X射线粉末衍射数据的Rietveld拟合。由于不同的衍射仪公司都有自己的数据格式，因此我们必要把不同公司的数据格式转换为GSAS的数据格式。P

6、owder4程序可以完成数据转化。用Powder4打开衍射数据，然后保存为Gsas CW ESD 格式。2.2 结构模型下面以高温超导体YBa2Cu3O7-x为例讲述GSAS精修过程。YBCO的晶体结构如下所示，我们一步一步的建立这个结构模型。 运行EXPGUI.exe,选择文件存储路径和文件名，会跳出一个对话框，点Create,创建一个新的文件。出现如下所示的EXPGUI的主界面。 单击Phase按钮，建立结构模型，有几种不同的方法。2.2.1 手动输入点击Add Phase按钮，出现add new phase窗口，输入Phase title，空间群Pmmm，晶格常数a,b,c,。点Add按

7、钮，没有错误的话添加完成，如果空间群输入有误则会提示。接下来点add atoms按钮，出现add new atom对话框。输入每个原子的元素符号，名称，原子位置，占有几率，温度因子，最后点add atoms按钮完成输入。2.2.2用CIF文件建立结构模型Crystallographic Information File (CIF) 文件包含了晶体结构的所有信息。因此如果有CIF文件的话可以从CIF文件直接导入建立结构模型。CIF文件可以从ICSD数据库（）下载。点击Add Phase按钮，出现add new phase窗口，点击Import phase from: 出现下拉菜单，选择CIF文件

8、，然后找到CIF文件存放的地址，打开CIF文件就可以完成晶格结构和原子信息的输入。如果以前做过GSAS精修，那么也可以选择GSAS .EXP file,从以前的结果中导入晶体模型。另外也可以使用其他几个格式文件输入晶体模型。2.3衍射数据和仪器参数点击Histogram按钮，再点Add new Histogram按钮出现add new histogram对话框，在Data file中选择衍射数据文件YBCO.gsa,在Instrument Parameter file中选择仪器参数文件X:GSASexampleinst_xry.prm，此文件对应于Cu靶的X射线波长。点Add完成输入。3结构精

9、修过程完成以上步骤后就可以开始结构精修了。点击Genles就可以进行拟合，出现拟合结果窗口。一开始默认拟合的有4个变量，一个是标度因子（Scale factor）,另外三个背景函数。可以在Histogram中修改背景函数（background）的类型和阶数。一般选用6阶多项式就足够。如果背景非常复杂，无法用函数拟合，还可以用Fit background graphically来手动设定背景。初始情况下得到的Rwp和Rp因子分别为45.83%和32.73%。接下来我们可以增加所需要拟合的变量。首先可以把Phase选项中Refine cell打钩，这样就开始拟合晶格常数。接下来可以把Profile

10、选项中拟合峰形函数。GSAS提供5种峰形函数，默认是type 2: pseudo-Voigt函数，它比较适合非对称X射线衍射峰形。主要参数有GU，GV，GW，trns（透射系数），asym（非对称系数），shft（样品偏移）等等。其他几种峰形函数可以参考说明书CW profile functions部分。这几个参数拟合下来Rwp就可以降到15%左右。可以点工具栏liveplot查看拟合的结果。可以看到这时候的拟合结果还是比较粗糙的，实验值和计算值差别还是比较大。点击LS Controls选项，可以修改循环迭代的次数Number of Cycles.如果发现拟合的结果比较跳跃，可以把Marqua

11、rdt Damping值改大一点，这样会减缓收敛的速度，但不会出错。接下来可以拟合原子位置。在Phase选项中选中需要拟合的原子，在Refinement Flags中X表示原子位置，U表示温度因子，F表示占有几率，打钩表示参与拟合。这些变量参与拟合后Rwp就可以下降到7%左右，已经得到比较好的拟合结果。有些样品中存在择优取向的问题，可以在MD Pref Orient中加入择优取向的面参与精修。另外有些样品存在限制条件的问题，比如掺杂替代的样品，可以限制掺杂位置不变，这可以在Constraint选项中实现。4. 数据导出与处理4.1精修数据的导出Liveplot画出的图形可以导出成EPS文件，但

12、是这样的图形还是不大适合发表在文章中。我们需要获得原始的计算数据，然后在第三方软件（比如Origin）作图再发表。点击菜单栏Results，在下拉菜单中选择hstdmp，弹出对话框后按回车可以查看每个选项的含义，然后输入L，表示copy the entire profile to the .LST file, 再输入1，表示输出第一个相，如果有多个相的话可以继续输入，最后输入0结束。这样我们就可以在工作目录下面找到YBCO.LST文件，用写字板打开，所有的信息都包括在里面。包括晶格常数，峰形函数，背景函数，温度因子及其他们的误差。需要注意的所有拟合的数据都在里面，所以我们要选取最后的数据。4.

13、2 衍射晶面的导出 点击菜单栏Results，在下拉菜单中选择reflist，分别按提示输入1，R，1，YBCO，0，具体意义见下图，然后就可以在YBCO.RFL文件中找到晶面指数和位置。 4.3键长和键角计算点击菜单栏Results，在下拉菜单中选择disagl，就可以计算出所有的键长和键角，可以提取你有用的信息。4.4CIF文件输出点击菜单栏Import/Export，在下拉菜单中选择CIF export,再选择gsas2cif，然后按照提示就可以完成cif文件的制作。以上是对GSAS软件操作的一个简单介绍，希望对大家有所帮助。 评论这张 转发至微博 转发至微博 0人| 分享到： 阅读(2

14、392)| 评论(22)| 引用 (0) |举报 历史上的今天相关文章最近读者2009-12-31 22:03 lee老师好！祝您在新的一年里工作愉快平安！最近在学习gsas，对掺杂拟合的时候，一直都有问题存在。特别是constraint的处理不知道怎么限制才好。比如BiFe1-xNixO3,Fe和Ni在同一个位置上，但是不知道该怎么设置？能否请你指教下，在constrainsts中怎么设置。回复2010-01-02 21:07 回复lee应该把Fe和Ni的x,y,z都设为1，如果要把Fe和Ni的总量为1，那么就把Fe的frac设为1，Ni的frac设为-1回复2009-10-19 22:37

15、 andylulei 老师你好！首先祝你和宝宝健康快乐！我是一位研究生，最近我也在学习GSAS这个软件！但是一直被一个问题所困扰！就是不知道如何使用好Constraint！比如说：对于化学组成为:(Li1-xNix)(Mn0.4LixNi0.4-xCo0.2)O2而言，其中的限制条件为：n(Li)（3a）+n(Ni)（3a）=1；B(Li)（3a）=B(Ni)（3a）；n(Li)（3b）+n(Ni)（3b）+n(Mn)（3b）+n(Co)（3b）=1；B(Li)（3b）=B(Ni)（3b）=B(Mn)（3b）=B(Co)（3b） （3a）和（3b）表示原子的位置；请老师指教下，在constra

16、ints中如何实现？怎么表示？谢谢我的电子邮箱是andylulei回复2008-11-25 09:30 网易博友5网易博友4：读了你关于GSAS的博客,获益很多,基本可以入门啦,这可比现在的Fullprof好,目前关于Fullprof就没有你这样的流程介绍,实在不好明白. 关于Powder4做数据转换,我们在ccp14上下载后,安装时提示缺少文件.不知道你用的是哪个版本?或者是我们现在的XP不支持? 希望得到你的帮助. 祝你和宝宝健康快乐 sigmaxlabPowder4可以从国内的晶体之星网站上面下载。回复2009-10-14 19:55 andylulei回复网易博友5powder4 我怎

17、么也用不起来啊！能请老师指点一下吗？谢谢！best wish！回复2009-10-07 22:02 回复2009-07-24 12:48 网易博友78网易博友107(广东 广州)：您好：恳切的想知道powder4怎么使用？打开两列的数据，file-open-xyfreeascii 然后graphic查看一下图形对不对 最后保存为GSAS格式，file-saveas-GSASCWEsd 回复2009-07-23 16:01 网易博友107您好：恳切的想知道powder4怎么使用？回复2009-06-09 17:18 Purpleeric在运行GENLES之前是不是还要先运行一下POWPREF呢？

18、回复2009-06-05 08:24 网易博友225祝快乐，成绩多多回复2009-04-14 23:34 网易博友128雨萱老师你好！ 我是南大鼓楼区的一名学生，如果我没有猜错的话，您或许应该是南大的老师。我看了您关于GSAS的讲解，我正在学习这个软件，有一些不明白的地方想向您请教。可否留下联系方式，我的邮箱zhangxk，把您的联系方式发到我邮箱吧。 祝您工作愉快，合家幸福！ 祝可可活泼可爱，健康成长。回复2009-04-14 23:34 网易博友128雨萱老师你好！ 我是南大鼓楼区的一名学生，如果我没有猜错的话，您或许应该是南大的老师。我看了您关于GSAS的讲解，我正在学习这个软件，有一些

19、不明白的地方想向您请教。可否留下联系方式，我的邮箱zhangxk，把您的联系方式发到我邮箱吧。 祝您工作愉快，合家幸福！ 祝可可活泼可爱，健康成长。回复2009-04-06 10:26 网易博友197您好，我是做高压材料物理的学生，近期刚学了这个软件的使用，今天有幸看到了您的博客，非常感动！期待与您交流该软件的使用，谢谢！祝好人一生平安！我的电子邮箱是zhenhaiuy回复2009-03-18 15:51 网易博友18收获很大，非常感谢回复2009-02-11 09:03 网易博友66网易博友206：网易博友66(陕西 西安)：你好，liveplot结果中calc的峰特别特别小，放大才能看到，

20、RWP值也大0.83，可能是什么原因？Rwp这么大根本就没有开始拟合， 可能结构模型不合理您好！我搞了好久RWP值还是很大，如你所说对结构模型输入比较困惑，不知道你有没有时间指点一下，或者能不能帮助做一个例子，ZrO2的或LaCaMnO，如果可以我发XRD数据给你。 祝好！ bailifeng001回复2009-01-15 21:45 网易博友206网易博友66(陕西 西安)：你好，liveplot结果中calc的峰特别特别小，放大才能看到，RWP值也大0.83，可能是什么原因？Rwp这么大根本就没有开始拟合， 可能结构模型不合理回复2009-01-13 11:24 网易博友66你好，live

21、plot结果中calc的峰特别特别小，放大才能看到，RWP值也大0.83，可能是什么原因？回复2008-12-06 09:29 网易博友208：哎，惭愧。 现在GSAS这个程序是可以用了，但似乎有关操作还是没有入门。 我是做有机药物晶体的精修的。原来使用MS商品软件，因为它在精修后不能给出Rexp，所以也就无法计算Rwp/Rexp值，这样对于评判最后的结构不太好。所以，我们想换成FullProf或GSAS来获得这2个参数，并且“顺便”全部解析工作都换到学术软件上。 我们的做法是，先用MS完成指标化，再将已知结构的有机分子（通过波谱技术）填入晶胞，做全局搜索。然后将这个初步得到的结构模型以cif

22、格式输入到GSAS，希望完成最后的精修。 但是，我们现在精修的质量很低，没有达到MS精修的水平。 看操作手册，里面关键之处都是无机晶体的示例，差距较大。 因此，希望能得到你的指导。 祝好 sigmaxlab不好意思，我一直做得无机材料的结构精修，没有做过有机材料，对这方面不太了解。回复2008-12-03 22:09 网易博友208哎，惭愧。 现在GSAS这个程序是可以用了，但似乎有关操作还是没有入门。 我是做有机药物晶体的精修的。原来使用MS商品软件，因为它在精修后不能给出Rexp，所以也就无法计算Rwp/Rexp值，这样对于评判最后的结构不太好。所以，我们想换成FullProf或GSAS来

23、获得这2个参数，并且“顺便”全部解析工作都换到学术软件上。 我们的做法是，先用MS完成指标化，再将已知结构的有机分子（通过波谱技术）填入晶胞，做全局搜索。然后将这个初步得到的结构模型以cif格式输入到GSAS，希望完成最后的精修。 但是，我们现在精修的质量很低，没有达到MS精修的水平。 看操作手册，里面关键之处都是无机晶体的示例，差距较大。 因此，希望能得到你的指导。 祝好 sigmaxlab回复2008-11-24 13:04 网易博友4读了你关于GSAS的博客,获益很多,基本可以入门啦,这可比现在的Fullprof好,目前关于Fullprof就没有你这样的流程介绍,实在不好明白. 关于Powder4做数据转换,我们在ccp14上下载后,安装时提示缺少文件.不知道你用的是哪个版本?或者是我们现在的XP不支持? 希望得到你的帮助. 祝你和宝宝健康快乐 sigmaxlab回复