一种SAXS散射体的形状因子计算方法技术

本发明专利技术公开了一种SAXS散射体的形状因子计算方法，属于小角散射技术领域。本发明专利技术提出一种多面体表征的纳米结构的形状因子的新计算方法，通过将多面体分解成以各个面为基底、以质心为顶点的多棱锥单元，再将每个多棱锥单元分解成各个四面体单元，计算每个四面体单元的形状因子，根据傅里叶变换的线形叠加性质，计算所有四面体单元的形状因子的积分和，作为散射体的形状因子，从而很方便地适用于各种复杂结构的小角X射线散射计算。杂结构的小角X射线散射计算。杂结构的小角X射线散射计算。

【技术实现步骤摘要】
一种SAXS散射体的形状因子计算方法


[0001]本专利技术属于小角散射
，更具体地，涉及一种SAXS散射体的形状因子计算方法。

技术介绍

[0002]小角X射线散射(SAXS)和小角中子散射(SANS)是广泛应用于获取埃米到微米尺度结构信息的技术。散射强度与粒子的结构和子成份的分布有关。一般来说，X射线和中子散射通过测量两点密度相关函数的傅里叶变换来呈现结构信息，能够测量纳米结构的电子或核密度的不均匀性。对于各向同性、单分散、均匀的粒子，散射强度正比于粒子的形状因子的模的平方。
[0003]纳米结构的形状因子F(q)是粒子形状的傅里叶变换(FT)，开发不同形状纳米粒子的计算形状因子是SAXS/SANS的一个重要目标(Senesi&Lee,JAC,2015,48(2):565
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577；Croset et al.,JAC,2017,50(5):1245
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1255；Li et al.,JAC,2011,44(3):545
‑
557)：1245
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SAXS散射体的形状因子计算方法，所述散射体为任意多面体表征的纳米颗粒，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1.将多面体分解成以各个面为基底、以质心为顶点的多棱锥单元，再将每个多棱锥单元分解成各个四面体单元；S2.计算每个四面体单元的形状因子；S3.计算所有四面体单元的形状因子的积分和，作为散射体的形状因子。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，多面体由K个多边形面Γ
k
确定，多边形面Γ
k
由N
k
个顶点组成，选N
k
个顶点中任一顶点作为三角形的公共顶点，将多边形面Γ
k
按顺序分割成(N
k
‑
2)个三角形，每个三角形和多面体质心构成了一个四面体。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2包括以下子步骤：S21.逆时针确定出四面体单元中除质心外的三个顶点坐标S22.第j个顶点的x坐标、y坐标、z坐标分别构成转换矩阵的第j列的第1、2、3行的元素，得到该四面体单元的转换矩阵j＝1,2,3；S23.计算该四面体单元的形状因子计算公式如下：其中，表示第k个面上第m个四面体单元的形状因子，q表示散射矢量，表示矩阵的行列式，表示矩阵的行列式的绝对值。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3具体如下：将所有四面体单元的形状因子加权相加，得到散射体的形状因子：因子加权相加，得到散射体的形状因子：其中，q表示散射矢量；K表示多面体的面数，N
k
表示第k个面上的顶点数，表示第k个面上第m个四面体单元的权值，表示第k个面上第m个四面体单元的形状因子。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，若多面体由P1和P2构成，且P1和P2的尺寸和形状相同，对P1进行旋转变换可生成P2，则P2的形状因子F2(q)通过以下方式确定：
F2(q)＝F1(R<...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈修国，杨天娟，刘世元，张家豪，马健源，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：