Wikipedysta:Draceana/Charge - flipping

Ta strona od 2024-07 wymaga umieszczenia w odpowiedniej kategorii. Więcej informacji o kategoriach znajduje się na stronie Pomoc:Kategorie. Po wyeliminowaniu niedoskonałości należy usunąć szablon {{Dopracować}} z tej strony.

Algorytm charge flipping^[1]

Algorytm wykorzystywany do rozwiązywania problemu fazowego. Problem ten pojawia się w krystalografii podczas rozwiązywania struktury na podstawie danych uzyskanych w pomiarze dyfrakcyjnym. Należy do szerszej klasy metod znanych jako dual – space, których istotą jest fakt niemożności odnalezienia faz przy wykorzystaniu danych zdefiniowanych tylko i wyłącznie w jednej przestrzeni. Zarówno informacje zapisane w przestrzeni rzeczywistej jak i odwrotnej stanowią kluczowy wkład do rozwiązania problemu.

Metoda charge – flipping jest metodą iteracyjną. Jej główna idea zakłada zmianę pików gęstości elektronowej z negatywnych na pozytywne – modyfikacji zostają poddane piki niższe od pewnej granicznej wartości δ. Czynnik δ jest wyrażany jako iloczyn odchylenia standardowego uzyskanego rozkładu gęstości elektronowej oraz parametru k, którego wartość zwykle wynosi od 0,9 do 1,3.

Krokiem, jaki należy wykonać na samym początku jest przypisanie losowych faz do otrzymanych z eksperymentu dyfrakcyjnego amplitud czynników struktury. Następnie cykl iteracyjny zdefiniowany przez algorytm charge – flipping zakłada przeprowadzenie odwrotnej transformacji Fouriera czynników struktury, co pozwala uzyskać rozkład gęstości elektronowej. W dalszej kolejności – dla pików gęstości elektronowej o wartościach niższych od określonego parametru δ – wykonana jest zmiana znaku na przeciwny. W przypadku pozostałych pików nie przeprowadza się żadnych przekształceń. Pozwala to otrzymać zmodyfikowany rozkład gęstości elektronowej. Krok ten można zapisać jak poniżej:

${\displaystyle \rho _{i}^{new}={\begin{cases}+\rho _{i}^{old},&{\text{kiedy }}\rho _{i}\geq \delta \\-\rho _{i}^{old},&{\text{kiedy }}\rho _{i}<\delta \end{cases}}}$

W kolejnym etapie liczona jest transformata Fouriera dla uzyskanego rozkładu gęstości. W rezultacie otrzymuje się tymczasowe czynniki struktury. Następnie dokonuje się wymiany ich amplitudy na amplitudę pochodzącą z eksperymentu; fazy pozostają zachowane. Uzyskane w ten sposób nowe czynniki struktury zostają włączone do nowego cyklu iteracji.

Przypisy

Kategoria:Krystalografia