14.3晶体数据标准化

在使用RIETAN-FP时，非常希望将轴设置和分数坐标按照确定的规则进行标准化。在RIETAN-FP中，以下晶格设置被抑制：

1.单斜晶系：c轴单独设置（γ≠90°），

2.三方晶系：菱方晶格（a=b=c，且α=β=γ≠90°）,

3.立方和四方晶系：反演中心不在原点。

除非采用标准设置，否则晶轴和分数坐标的标准化对于使用RIETAN-FP进行Rietveld分析是必不可少的；否则，内置RIETAN-FP的LAZY PULVERIX无法生成衍射指数hkl及其多重数。

标准化晶体数据通常适用于结构精修，因为不对称单元中的原子被限制在相对狭窄的区域内。VESTA能够为此目的启动STRUCTURE TIDY。

当使用无机晶体结构数据库（ICSD）搜索具有类似结构的化合物时，晶体结构数据的标准化特征将起到很大作用。

在STRUCTURE TIDY和LAZY PULVERIX中，以下三种标准设置优先于其他设置：

1.单斜晶系：b轴单独设置（β≠90°），

2.三方晶系：菱方晶格（a=b≠c，且γ=120°）,

3.中心对称空间群：反演中心在原点。

设n是非对称单元中的原子数，并且（xj, yj, zj; j=1, 2, …, n）是其分数坐标。然后，标准化参数Г，定义为：

请注意，该方程不包含占据率gj。STRUCTURE TIDY选择一组xj、yj和zj（j=1, 2, …, n），以最小化Г值。为了更好地区分不同结构类型分支，STRUCTURE TIDY进一步输出另一个标准化参数CG，也取决于晶格常数：

其中V表示单位晶胞体积。

在晶体结构数据标准化之前，VESTA会自动标准化0到1之间的分数坐标，因为要由STRUCTURE TIDY转换的每个分数坐标的绝对值应小于1；否则，输出文本的相应部分将变得混乱。如果非对称单元中原子的晶格参数和分数坐标在晶格变换时发生变化，则当前的晶体数据将被标准化的数据替换。结果数据输出到文本区域，而STRUCTURE TIDY的标准输入和输出文件分别保存为data.stin和data.sto，在用户设置目录下的tmp目录中（见17.2节）；data.sto提供了有关晶体数据标准化的更详细信息。

例如，假设基于第一设置创建Si（空间群：Fd-3m）的结构数据文件，其中非对称单元中的Si占据（0，0，0）处的8a位置。使用STRUCTURE TIDY进行后续标准化，会将Si从（0, 0, 0）移动到（1/8, 1/8, 1/8），使得对称中心位于原点（第二设置）。当将晶格参数（a和α）和基于菱方晶格的分数坐标以三方化合物输入时，STRUCTURE TIDY将其转换为基于六方晶格的晶格参数（a和c）和分数坐标。

下面给出了晶体数据标准化的示例。高Tc超导体YBa2Cu4O8的结构通常表示为c轴垂直于CuO2导电片，空间群Ammm（编号65）。然而，国际结晶学表A卷中描述的标准设置是Cmmm；利用RIETAN-FP进行的Rietveld分析，必须在Cmmm的基础上进行。

运行STRUCTURETIDY，在VESTA的“Utilities”菜单下选择“Standardization of Crystal Data”项，得到基于空间群Ammm的最优晶体数据；它们列在data.sto的尾部：

STRUCTURE TIDY将Ammm中的a、b、c轴分别转换为Cmmm中的a、b、c轴。值2.9785是标准化参数“gamma”，“DATA”行中的最后数据0.7284是CG，每个位点的最后数据是用户输入的位点名称。