Problema scientifico
La tecnica convenzionale utilizzata per recuperare le proprietà strutturali dei campioni cristallini mediante il loro modello di diffrazione della polvere è il metodo di raffinamento di Rietveld . In questo metodo, il modello teorico di diffrazione della polvere viene perfezionato fino a quando non si adatta a quello sperimentale. Il calcolo degli angoli e delle intensità delle cime di Braggpuò essere fatto quasi istantaneamente nell'approssimazione della dimensione infinita del cristallite. Per regolare la dimensione finita dei cristalliti nei campioni o la risoluzione finita del dispositivo di misurazione, questi picchi vengono ampliati artificialmente con la funzione di ampliamento (di solito gaussiana). Questo allargamento artificiale funziona benissimo fino a quando la dimensione del cristallite nel campione è inferiore a poche decine di nanometri. Per i cristalliti così piccoli, è molto difficile ottenere la giusta funzione di ampliamento che funziona bene per tutti i picchi di Bragg. Fortunatamente, per i cristalliti così piccoli, non è un problema calcolare i modelli di diffrazione della polvere usando l' equazione di Debye (con l' approssimazione dell'istogramma della distanza , come quella proposta da Marcin Wojdyr e implementata nel suo Codice Debyer ). Questo progetto ha lo scopo di calcolare i modelli di diffrazione di raggi X e polvere di neutroni per i nanocristalliti con dimensioni variabili da 6 nm a 30 nm per la maggior parte delle voci del database aperto di cristallografia . Vengono considerati i due diversi tipi di materiali: (a) nanoparticelle cristalline sferiche isolate di una determinata dimensione (diametro), (b) materiale cristallino con ordine a lungo raggio rotto su distanze maggiori di un determinato valore. Il database ottenuto può semplificare la diagnostica dei campioni nanocristallini e integrare il metodo di corrispondenza della ricerca di profilo completo nell'analisi delle dimensioni dei cristallini dei campioni nanocristallini.
Oltre a quanto sopra, il calcolo del modello di diffrazione della polvere usando l'equazione di Debye consente di tenere conto dei difetti del reticolo quali posti vacanti nel sito, sostituzioni di atomi e spostamenti. Pertanto, se il CIF (Crystallography Information File) per la struttura fornita fornisce i numeri di occupazione del sito e i parametri di spostamento atomico, l'applicazione li utilizzerà per calcolare il modello di diffrazione.