技術專欄：XRD精修最強輔助之CMPR軟件介紹（二）

【引語】

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1 引言

游戲的勝利需要輔助，科研的順利進行也需要輔助。一個優秀的輔助可以使得我們事半功倍。當我們采用GSAS軟件進行XRD精修時，一個有力的輔助就是CMPR軟件（圖1）。它是美國國家標準與技術研究院中子研究中心的Brian H. Toby用Tck/Tk語言編寫的一個免費的處理粉末衍射數據的多功能軟件。它可以運行在Windows，Mac?OS，Linux以及Unix等多個平臺上。CMPR可以用來顯示衍射數據，轉換粉末衍射文件格式，進行手動/自動指標化，擬合峰形，轉出GASA結果以及其他工作。鑒于其簡單，易學以及實用的特點，本文就和大家一起來學習一下CMPR軟件。

圖1?CMPR軟件

2?安裝介紹

首先為大家介紹CMPR軟件的安裝過程，本文以Windows系統為例。

A?下載相應電腦系統的CMPR軟件安裝包，地址如圖2中的二維碼所示；

圖2 CMPR下載地址

B?選擇下載cmpr_win_static.zip文件；

圖3 選擇cmpr_win_static.zip文件下載

C?將壓縮包在任意磁盤下的任意位置解壓（該位置最好不要含有中文或者空格），雙擊StartCMPR.bat即可運行程序；

圖4?CMPR軟件的啟動圖標

?D?創建快捷方式并更改圖標：右擊StartCMPR.bat，選擇創建快捷方式，然后移動到桌面，右擊快捷方式選擇屬性并更改圖標，然后選擇解壓出來的文件中的cmpr.ico圖標文件就可得到如圖5(c)所示的快捷方式了。

圖5 創建快捷方式并更改圖標

3?軟件界面簡介

打開軟件后的界面如圖6所示，它可以分為兩個部分。一個是主程序窗口，用來進行控制和操作，一個是繪圖窗口，用來顯示衍射結果圖形。其中，主程序窗口主要由菜單欄和各個功能區構成，通過在各個功能區之間切換就可以實現各種不同的功能。

圖6 CMPR軟件界面

4?CMPR在XRD精修中的作用

4.1 轉換數據格式

CMPR幾乎可以讀取所有類型的XRD數據，并將其轉換為其他格式的數據，以便操作者使用，下面重點介紹一下將XRD衍射數據轉換為GSAS支持的“.gsas”文件的操作方法。

A?讀取數據。如圖7所示，第1步選擇讀取Read模塊，第2步是選擇文件類型，第3步是選擇所需文件，數據讀入后就會在繪圖窗口顯示處衍射圖。CMPR支持的文件類型如圖8所示。如果沒有你需要的類型，如圖9所示，只需要將你的XRD數據復制到一個空白txt文件里面（只復制2theta和intensity兩列），然后重命名為.dat文件，最后選擇讀取格式為XY data (ascii)即可順利讀取。

圖7?讀取數據模塊

圖8 CMPR支持的可以直接讀取的文件格式

圖9?將XRD數據復制到XXX.txt文件里面并命名為XXX.dat

B?轉換數據。如圖10所示，選擇Write選項卡，然后選擇文件，隨后第3步選擇文件格式為Simple gsas with esds (.gsas)，然后選擇文件位置，最后點擊Write?Selected?Datasets，這時會彈出文件創建成功的對話框（如圖11）。可以看到，CMPR可以進行多種數據格式的轉換操作。

圖10 轉化數據格式

圖11 轉換完成對話框

4.2 轉換輸出GSAS精修結果

CMPR還可以用來讀取GSAS的.exp文件，并將精修數據輸出為可用Excel打開的.csv文件。主要操作過程如下所示。

A?如圖12所示，打開CMPR，讀取.exp文件；

圖12 讀取.exp文件

B?轉到Write功能，選擇某一個或者全部的文件（步驟2），然后選擇輸出文件格式為.csv（步驟3），選擇文件夾后點擊Write?Selected?Datasets即可輸出文件。

圖13 輸出精修結果

5?CMPR的其他功能

除了上面所介紹的功能，我們還可以利用其它功能選項卡來完成其它的工作，現對其中的一些功能進行簡要的介紹。

5.1 Plot繪圖功能

該功能主要用于查看導入的數據。通過Plot選項卡，可以將導入的數據進行繪圖，一般情況下，軟件會自動對最近導入的數據進行繪圖，如果需要選擇繪圖的數據，只需要在Plot選項卡下選擇所需繪圖數據，然后點擊Update?Plot即可在繪圖窗口查看圖形。在繪圖窗口上使用左鍵繪制矩形窗口即可實現放大，右擊即可恢復。此外，在英文輸入法的狀態下，按“L”即可顯示出數據讀取光標。

5.2 Rescale功能

在Rescale功能區可以控制X軸和Y軸的坐標單位，從而以不同的方式來顯示XRD數據。此外還可以進行放大以及偏移的調整。

圖14 Rescale功能

5.3 進行峰形參數的擬合

采用CMPR軟件中的Fit和FitWidths功能還可以進行峰形參數擬合，從而得到GSAS精修的初始U, V, W, LX和LY。

5.4 進行指標化工作

衍射線的指標化就是標定衍射線的指數。在Index選項卡可以進行指標化工作。它共包含3個自動指標化軟件：ITO，TREOR和DICVOL。它們可以用來進行查找單位晶胞并對衍射峰進行指標化。除了CMPR，也可以采用CRYSFIRE軟件來進行自動指標化工作。

如果大家使用了該軟件，請在工作中引用軟件制作者Brian Toby的文章：Toby, B. H. (2005). "CMPR - a powder diffraction toolkit," Journal of Applied Crystallography 38, 1040-1041，該軟件的作者人很好，大家有什么問題也可以通過郵件聯系他老人家（brian.toby@anl.gov）。

附：出于總結，交流，學習的目的，本文盡可能詳細的對CMPR軟件進行了介紹，希望能讓初學者盡快了解該軟件的使用，并希望熱心的學習者和廣大網友能夠進行分享傳遞。盡管本文作者已經盡心考究，但難免存在錯漏之處，歡迎大家指出交流，作者感激不盡。

—本文完—

往期回顧：

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本文由材料人專欄作者王博雅供稿，編輯部編輯。

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