14.7结构因素

图14.5：结构因素对话框。

在Utilities菜单中选择Structure Factors...选项，将打开Structure Factors对话框（图14.5），使用该对话框可以从结构模型（结构参数）或体数据（电子密度或相干散射长度密度等）计算结构因子。

如果数据集中包含多个相的数据，可在对话框顶部选择一个相，为其计算结构因子。如果相数据包含结构数据和体数据，需在列表框中选择Structural model或Volumetric data，以指定计算结构因子的数据类型。在Source列表框中，可以切换X-ray和Neutron束源，并且可以在Source列表框旁边的列表框中选择一些典型的特征X射线。对于中子源和靶源设置为Custom的X射线源，可以在文本框中编辑波长。文本框中还设置了计算结构因子反射的最小晶面间距d。

在x射线衍射中，衍射指数为hkl的反射h的结构因子F表示为

此处j为原子编号，n为单位晶胞中的原子总数，gj为占据率，fj(h)为（X射线）原子形状因子，Tj(h)是Debye–Waller因子，xj、yj和zj是分数坐标。原子形状因子f(h)是一个复数，可分为四个独立的分量：

其中f0(h)为相干散射因子，f′和f”为色散校正的实分量和虚分量，fNT为核汤姆森散射[93]，。相干原子散射因子f0是sinθ/λ的函数，通常用指数和加常数解析近似：

VESTA利用了一组参数（ai、bi和c），N=5，如参考文献中列表所示。这些参数可在0<sin θ/λ<6的范围内使用。色散校正的实部和虚部f′和f"通过线性插值理论计算的形状因子在能量范围为E=1–10 eV和E=0.4–1.0 MeV计算。核Thomson散射项fNT在相中相对于电子形状因子较小且为负，与λ和sin θ/λ的依赖性较小（可忽略）。

在中子衍射的情况下，fj(h)应由相干散射长度bc代替：

bc的值为常数，与h无关，因为中子被可忽略的小原子核散射，不依赖于sin θ/λ（在没有磁性原子的情况下）。

在根据结构模型计算结构因子时，ai、bi、ci、bc、f′、f"、fNT和每个元素的质量衰减系数μ/ρ（μ：线性衰减系数，ρ：密度）在文本区域中输出如下：

如果某些元素的所有参数均为0，则程序无法识别元素名称；因此，这些元素对计算的结构因子无贡献。可以在Edit Data对话框的Structure parameters选项卡中编辑元素名称。当启用“Ignore the effect of X-ray (anomalous) dispersion忽略X射线（异常）色散的影响”选项时，f′、f"和fNT设置为0，并且这些值均不输出到文本区域。

结构因子F(h)可通过ρ(x, y, z)的傅立叶变换计算：

在Volumetric data模式下，式（14.12）通过离散密度的数值积分近似：

在此模式下，只能指定最小d值，其他选项不影响计算结果。