High Pressure Single Crystal diffractie bij PX ^ 2

1. Monstervoorbereiding LET OP: De monstervoorbereiding proces omvat drie belangrijke stappen: het voorbereiden van de lege DAC, het laden van het monster en het laden van de inert gas drukoverbrengende medium. DAC voorbereiding en monster laden zijn in detail beschreven in Lavina et al. 10 en drukoverbrengende medium geladen is beschreven in Rivers et al. 14 Hier beschrijven wij kort de typische monstervoorbereiding proces. Selecteer een paar conische diamanten met bijpassende kontraplaten. Zorg ervoor dat de platte uiteinden van de diamant aambeelden (culets) zijn identiek aan elkaar. OPMERKING: De diameter van de culet afhankelijk van de maximale doeldruk van het experiment. Waarborgen dat de kegelvormige behuizing van de achterplaat overeenkomt met de vorm van de conische diamant. Waarborgen dat de hoogte van de diamant, de diameter van de achterkant van de diamant, de openinG hoek van de achterplaat en de openingshoek van de DAC zijn compatibel met elkaar, zodat de hoekige toegang diffractie 9,15 maximaliseren. Maak de diamanten en kontraplaatjes in een aceton ultrasoon bad gedurende 3-5 min. Stel de ultrasone reiniger op "Sonic" -modus. Onderzoek de diamanten en kontraplaatjes onder een optische microscoop, en verwijder alle zichtbare stof of vuil. Leg de diamant in de kegelvormige behuizing van de achterplaat, en de montage in een montage mal. Breng enkele kg belasting de diamant met comprimeren schroeven, zodat het in innig contact met de steunplaat. Breng daarna 0,1 g epoxy rond de buitenomtrek van de diamant. Verwarm het geheel op 70 ° C gedurende 8 uur om de epoxy harden. Maak de binnenkant van de DAC, de achterkant van de steunplaten en de culets van de diamanten met aceton en plaats de steunplaten met diamanten in de DAC. de rt de posities van de diamanten met de set schroeven die de achterplaat op zijn plaats houden, zodat het aambeeld culets concentrisch zijn wanneer de twee tegenover elkaar liggende diamanten in contact komen. Controleer de hellingshoek tussen beide culets zoekt interferentiestrepen onder een optische microscoop. Pas de kantelhoek van de diamanten door de fine-tuning van de belasting van de set schroeven, zodat het aantal franjes wordt geminimaliseerd 10. Leg een stuk van 250 micrometer dik rhenium (Re) metaalfolie tussen de twee diamanten, en zet het op zijn plaats met wax. LET OP: Deze Re folie fungeert als de pakking van de DAC. Toepassen belasting gelijkmatig en langzaam vast met de vier schroeven comprimeren van de DAC, en bewaken de dikte verandering van de Re pakking met een micrometer door meting van de totale dikte van het samenstel DAC. Wanneer de dikte van de Re pakking ~ 40 micrometer, verwijder de belasting van het comprimeren schroeven langzaam, en neem de pre-ingesprongen pakking. Gebruik een laser freesmachine boren van een gat in het midden van de pre-inspringing, waarvan de diameter ten minste 2/3 van de diameter culet. Lijn de pakking met een optische microscoop, en stel de beoogde diameter van de pakking gat in de laser freesmachine gebruikersinterface. Druk op de knop "Scan" om het gat te boren. Week de geboorde pakking in aceton en schoonmaken met een ultrasone reiniger in de normale modus. Maak de culets van de diamanten met aceton. Plaats het geanalyseerde pakking terug in de DAC. Opmerking: Het gat in de pakking dient als de monsterkamer. Plaats een monokristal monster in het midden van de pakking gat, dat ook het centrum van de diamant culet moet zijn. LET OP: De optimale steekproefgrootte is 20 um x 20 um x 5 urn (lengte x breedte x dikte). Plaats een kleine robijn bol (~ 10 micrometer in diameter) in de buurt van het monster. LET OP: De robijn gebied dient als de druk marker. Plaats de DAC met het monster in tHij compressie / GSECARS gasbelasting schip en lading samengeperst helium (He) of neon (Ne) gas tot een maximale druk van ongeveer 25.000 psi tot het vat 14 te vullen. Verhoog de druk binnen de DAC monsterkamer door het aandraaien van het comprimeren schroeven van de DAC, en toezicht op de druk met robijn fluorescentie 16. 2. Data Collection Place ~ 1 mg LaB 6 poeder bij de rotatie centrum van de diffractometer, en het verzamelen van poeder diffractie patronen op verschillende MARCCD detector posities variëren door de δ hoek. Verzamel de poeder diffractie patronen door te klikken op de "Start" knop van de MARCCD EPICS interface. Gebruik dit diffractiepatroon naar de detector-sample verte en de kanteling van de MARCCD detector 2 te kalibreren. Na het voltooien van de detector kalibreren, verwijder het lab 6-norm van de diffractometer. Plaats de DAC in de monsterhouder, en zet het op the diffractometer's monster podium. Gebruik een klem-type houder tot omgevingstemperatuur DAC, een watergekoelde clamp-type houder voor hoge temperaturen DAC en polymeer microtraliewerk gemonteerd op een ACA / IUCr standaard goniometer head een monster bij omgevingsdruk en temperatuur houden houden. OPMERKING: In de volgende stappen (2,3-2,8), worden alle motion controls bereikt met de EPICS gebruikersinterface (EUI). Draai de φ as, zodat de monsterkamer loodrecht op de weergave zoom camera door de φ hoek 120 in het EUI. Vind de monsterkamer met het bekijken camera op het minimale vergroting eerste. Midden van het monster door het veranderen van het monster X, Y en Z in het EUI. Focus het beeld van het monster door het veranderen van de microscoop Z in het EUI, en vervolgens inzoomen om de maximale vergroting. Lijn de monsterkamer het beeld naar het midden van het zichtbare camera door het veranderen van het monster X, Y en Z in de EUI. Stel het monster positie langs de as van de camera tot het in beeld (met een vooraf bepaalde camera gericht om de positie van het rotatiecentrum in deze richting te schatten). Draai de φ hoek 90 in het EUI zodat de monsterkamer loodrecht op de invallende röntgenbundel. Om te corrigeren voor monster verplaatsing van het centrum van het instrument naar het DAC as, scannen de DAC positie in zowel horizontale als verticale richtingen loodrecht op de invallende röntgenstralen met de scanw gebruiken, kan gemotoriseerde vertalingen ingebouwd in de goniometer, terwijl het verzamelen van uitgezonden bundel intensiteitsgegevens met een fotodiode detector achter het monster. OPMERKING: De fotodiode detector is gemonteerd op een pneumatische actuator en kan in en uit de bundel worden verplaatst op afstand vanaf het bedieningsstation. Vind de middenpositie in de verzamelde intensiteit scan met behulp van het "centrum" functie van scanw, overeenkomt met de maximale transmissie. Dit is het center van de monsterkamer. Draai het monster met behulp van de goniometer φ as door een paar graden met behulp van de EUI, en herhaal de verticale transmissie scan. Herhaal de scan tweemaal, zowel positieve als negatieve φ offsets. Bereken het monster positie langs de richting van de invallende röntgenstralen met de volgende vergelijking 17 Wanneer AY is de afstand langs de richting van de invallende röntgenstralen, dat het monster wordt verplaatst van het centrum van het instrument, Δφ is de verandering in de φ hoek tussen scans, AS x + en AS x- zijn de positionele offset van verzending X-ray's profiel wanneer de φ hoek wordt gekanteld + Δφ en -Δφ. OPMERKING: Meerdere iteraties scans kan worden gedaan om de nauwkeurigheid van het monster kunnen positioneren. Na het uitlijnen van de steekproef, het verzamelen van de single crystal diffractie datade CCD_DC software 1. Eerst laat een φ-scannen met een fotodiode door op de knop "scan" op de scanw software om de maximale openingshoek te bepalen en de functionele vorm van de absorptie-effect van de diamant aambeelden en steunplaten bepalen. Na de φ-scan, voert een breed φ blootstelling (waarbij de detector open blijft terwijl φ is gedraaid) om de maximale openingshoek van de DAC toelaat dekken, gevolgd door een reeks stappen φ posities, die elk 1 °. Voer deze stap voor het instellen van het "totaalpakket" om de maximale openingshoek, en het instellen van het "Aantal stappen" om hetzelfde nummer in de CCD_DC software. Verzamel breed φ scans op verschillende posities detector door het ontwerp detector armpositie in de δ ν en richtingen in het CCD_DC software om de toegang tot meer diffractiepieken mogelijk. LET OP: Voor kristallen met een eenheidcel die groter zijn dan 10 A, de verzameling van 10 ° brede opstap scans die hetzelfde hoekbereik is ook een aanrader. Belichtingstijd wordt bepaald door de absorptie van de diamant, en de intensiteit van diffractie voorzien van het monster. Meestal selecteert u de belichtingstijd dat de intensiteiten van de diffractie pieken maximaliseert zonder verzadiging. Een typische belichtingstijd is 1-5 s / °. Typisch gegevensverzameling in een kristal onder één detector positie en een druk van ongeveer 30 minuten. 3. Gegevensanalyse OPMERKING: De data-analyse wordt uitgevoerd met behulp van de Atrex / RSV software suite 2,18. Voor een gedetailleerde uitleg van de principes gebruikt in de software vindt u in het werk van Dera, et al. 2 Verwerk de LaB 6 kalibratiebestand. Open het lab afbeelding 6 poeder diffractie verzameld op elke detector positie in de software. Voer de golflengte van de invallende X-stralen (0,434 A) en druk op de "verfijnen Cal" knop. OPMERKING: De software berekent automatisch de sample-detectorafstand en de helling van de detector ten opzichte van de invallende röntgenbundel. Detector kalibratie wordt alleen uitgevoerd bij detector posities ν = 0, 0 δ =. De kalibratie beelden verzameld op niet-nul ν en δ worden gebruikt ter verificatie van kalibratiekwaliteit. Sla de kalibratie-bestanden voor elke detector positie door met de hand de ν en δ instellingen, indien nodig te bewerken. LET OP: Atrex winkels detector kalibratie .cal bestanden geassocieerd met elk beeld serie. Bij het openen van een beeld, controleert het programma of de bijbehorende .cal bestand aanwezig is. Als het niet, bestaat de mogelijkheid om een ​​dergelijk bestand te selecteren. Na het opslaan van de kalibraties voor alle detector posities, maken deze verenigingen door het controleren van de "Toewijzen cal" checkbox in de Atrex softwareZodat het programma onthouden welke kalibraties te gebruiken. Zoek naar het monster diffractie pieken, en past de piek intensiteiten. Open de blootstelling van de groothoek φ in de software. Ga naar de "Search" panel, en zoek naar de diffractie pieken in de brede exposure hoek. Handmatig verwijderen van de overname verzadigde diffractie pieken van de diamant en de diffractie pieken in de buurt van de Re pakking ringen. Monteer de diffractie pieken om hun nauwkeurige posities en intensiteiten te krijgen. Zoeken naar het monster diffractie pieken voor alle detector posities door te klikken op de knop "piek zoeken 'in de software, en sla de overeenkomstige piek tafels door te klikken op de" save pieken "knop. Reconstrueren verdeling van de diffractie pieken 'in de reciproke ruimte. In het programma opent de piek tafel voor één detector positie en een beeld in de stap φ scan, eenssociated met dezelfde detectorpositie. Als de detector de kalibratie-bestand is nog niet om dit bestand serie is toegewezen, selecteert u de juiste .cal bestand. Ga naar de "Scan" paneel en druk op de "Prof. berekenen van aftasten" knop. LET OP: Deze stap zal de φ hoek voor elke diffractie piek waarbij de piekintensiteit is de sterkste te vinden. Sla de resulterende piek tafel .pks bestand. Herhaal deze stap voor alle grote rotatie beelden op verschillende detector posities. Index de diffractie pieken. Met behulp van de RSV-software, opent de eerste piek tafel bestand. Gebruik de functie "Append" om alle bijkomende piek tafels samen te voegen. Gebruik de RSV plugin om de voorlopige UB matrix van het kristal en het indexeren van de diffractie pieken te vinden. De software zal automatisch op zoek naar de meest waarschijnlijke UB matrix. Open de voorlopige UB matrix in RSV door het importeren van de .p4p bestand, en verfijnen van de UB matrix met ded-afstand van iedere diffractie piek met behulp van de "Verfijn w / d-spac" knop. Als de symmetrie van het kristal is bekend, selecteert passende kristal systeembeperkingen. OPMERKING: Bij de verfijning convergeert de geoptimaliseerde UB matrix en de roosterparameters van het kristal (a, b, c, α, β en γ) bepaald. Sla de geoptimaliseerde UB matrix als een .ub bestand. LET OP: In de eerste piek zoekproces het programma zou kunnen hebben sommige lage intensiteit pieken die zeer waardevol in de structuur bepaling zal worden gemist. Om te zoeken naar deze ontbrekende pieken terug om de software te gaan, en het beeld van de brede hoek φ blootstelling (het bijbehorende kalibratie bestand moet automatisch geladen) te openen. In het paneel "voorspellen", opent de UB matrix van het kristal en simuleren van het diffractiepatroon. In de "Pieken" panel, zoeken naar de waargenomen diffractie pieken, en verwijder de onopgemerkte pieken (het tekstvak naastde "Waargenomen" knop maakt het mogelijk om de minimale pixel intensiteitsdrempel binnen de montagedoos piek die nodig is voor de piek die moet worden beschouwd als "waargenomen"). Breng de posities en intensiteiten van de pieken door te klikken op de "piek fit" knop en sla de piek tafel. Samenvoegen alle voorspelde piek tafels op verschillende detector standpunten met de RSV-software met behulp van de "toevoegen" -functie. Als verschillende belichtingsinstellingen (rotatiesnelheid in ° / sec) werden gebruikt, gebruik dan een geschikte schaalfactoren bij het openen van nieuwe .pks bestanden. Exporteert de samengevoegde piek tabel als .hkl tekstbestand, dat kan worden gebruikt om de kristalstructuur met ShelX softwarepakket verfijnen. Gedetailleerde procedures voor het uitvoeren van de structuur verfijning met ShelX zijn goed elders 19,20 beschreven.