XRD，是X射線衍射的簡稱，作為材料人，無論我們做的是什么材料，XRD都是最常用、最基本的表征手段。它可以告訴我們是否成功地合成出了自己想要的材料，因此可以說XRD是所有后續(xù)表征的基礎(chǔ)。但是，盡管我們經(jīng)常用到XRD，我們真的發(fā)揮出XRD的全部能量了嗎？如果我們只用XRD的數(shù)據(jù)來對自己的材料進行定性，那可真是大材小用。做XRD的意義遠不止如此，將XRD的數(shù)據(jù)進行精修，我們就會發(fā)現(xiàn)XRD有多么強大，它可以讓我們深入了解自己材料的晶體結(jié)構(gòu)信息，為我們打開自己研究領(lǐng)域的新世界的大門。
既然XRD精修這么強大，那么我們就來看看XRD數(shù)據(jù)精修到底能為我們干些什么吧！
1. 物相鑒定：
這是XRD最基本的作用，通過對比標準庫中標準物質(zhì)的峰位及峰強度，可以對自己的材料進行初步的定性，以確定自己所做材料的名稱、化學式等信息。
2. 多相材料定量分析：
對于一個材料人來說，我們做出來的材料往往含有兩種或兩種以上的物相，對于這種多相材料，在進行物相的鑒定之后，往往還需要知道其中每種物相的含量，那么通過XRD精修，就可以準確地計算出每種物相在整個材料中所占的質(zhì)量分數(shù)。
3.晶胞參數(shù)和晶系：
我們都知道，晶體是由許多質(zhì)點（包括原子、離子或原子團）在三維空間呈周期性排列而形成的固體（長程有序）。組成晶體的最小重復單元是單胞也就是我們俗稱的晶胞。因此我們對自己的材料進行研究時，其本質(zhì)就是研究晶體的晶胞。
晶胞中的幾何參數(shù) a, b, c,α, β,γ 我們稱之為晶胞參數(shù),由這些晶胞參數(shù)可以得到晶胞體積。這些信息是XRD精修得到的最常用的信息。比如向分子篩骨架中引入雜原子，摻雜前后晶胞參數(shù)和晶胞體積是否發(fā)生改變，是雜原子是否成功進入分子篩骨架的有力判據(jù)。
空間點陣研究表明，晶體結(jié)構(gòu)中晶體結(jié)構(gòu)周期性與對稱性，以及原子排列的規(guī)律分屬七大晶系，每個晶系與晶胞參數(shù)是密切相關(guān)的。很多材料在不同條件下處理，晶系會發(fā)生改變，比如二氧化鋯就存在立方、四方、單斜三種晶系。通過XRD精修確定晶系，可以判斷材料是否在某一條件下以某種晶系穩(wěn)定存在,這對于晶系穩(wěn)定條件的探索是十分重要的。
4. 晶體晶粒尺寸、結(jié)晶度分析：
對于納米材料研究工作者來說，材料的晶粒尺寸往往是決定材料性能的關(guān)鍵因素，通過XRD精修，可以準確得到材料的晶粒尺寸，為材料的性能優(yōu)化指引方向。
結(jié)晶度體現(xiàn)了晶體生長的完美程度，對于晶體而言，高結(jié)晶度往往意味著擁有優(yōu)越的性能，而無論在學術(shù)界還是工業(yè)界，結(jié)晶度往往作為材料是否成功制備的一項重要指標，因此，結(jié)晶度的計算就顯得尤為重要。與過去手動計算相比， XRD精修可以既快又準地計算出材料的結(jié)晶度，十分的快捷方便，為我們的科研省下了不少寶貴的時間。
5. 鍵長、鍵角、原子的占位情況與占有率等：
晶體結(jié)構(gòu)中各個原子之間的鍵長、鍵角，以及原子的占位情況，影響著晶體的結(jié)構(gòu)，通過XRD精修得到這些數(shù)據(jù)，就可以畫出我們想要的晶體結(jié)構(gòu)三維圖，這樣我們的材料就更加直觀地展示在我們的面前。而精確的結(jié)構(gòu)信息，精美的三維結(jié)構(gòu)圖，都是發(fā)表高水平論文所不可缺少的。
既然XRD精修這么厲害，那么XRD精修的方法主要有哪些呢？
目前主流的精修方法主要包括Pawley、Lebail、Rietveld三種，這三種方法也是各有特色：
1.Pawley法：衍射峰由晶胞參數(shù)算出
優(yōu)點：不需要結(jié)構(gòu)模型。
缺點：精修參數(shù)太多，計算量大，誤差也大。難以解出晶體的結(jié)構(gòu)內(nèi)層原子信息等。
常用程序：ALLHKL
2. LeBail法：衍射峰由晶胞參數(shù)算出，以晶胞參數(shù)及峰形參數(shù)為變量做最小二乘擬合
優(yōu)點：精修參數(shù)少，收斂速度快，計算工作量少，結(jié)果準。
缺點：有相同或非常相近的位置衍射峰的Ikc最終是相等的，需要剔除。
常用程序：fullprof, extra
3.Rietveld 法：給定一個大致正確的結(jié)構(gòu)模型、選擇合適的峰型參數(shù)、儀器參數(shù)、背底函數(shù)進行擬合，得到一個修正的與實際相符的結(jié)構(gòu)模型
優(yōu)點：應用較廣，能較精確確定晶體結(jié)構(gòu)、定量定性分析物相分析材料的微結(jié)構(gòu)，對材料結(jié)構(gòu)的把握較前兩者更為準確
缺點：需要一個較為準確的初始模型，計算過程相對復雜。
常用程序：fullpro，gsas，topas
