ARIT User's Guide
Armel Le Bail - Last update May 1998

Content

Introduction

ARIT is a program applying the Rietveld method [1] since 1983 and the Le Bail method [2] since 1987. Having not been really updated for a while, it is what is usually called a "dinosaurian". Alternative is suggested. The program was built from a version of the Thomas & Bendall multipattern MPREF/MPROF [3] (itself following A. Hewat modifications [4]) so that it is able to cope simultaneously with up to 3 phases.

ARIT is very special in the profil shape description : by Fourier series. It was first named ARIT1 [5], was modified up to version ARIT4, and included the Le Bail method under the ARITB name. Previously, two steps were necessary to run these programs, as well as the Thomas & Bendall MPREF/MPROF. This 1998 version was modified in order to run in one step. It was not extensively tested, so that it is not recommended to use it outside of the test examples given below.

Running the program requires the preparation of two files. Data have to be gathered inside filename.dat (filename being your choice) ; orders and parameters should be in filename.str. Examples of such data are given below.

A double click on arit.exe, under Windows 95 (or later version) opens a dialog box requiring the name of your files, without extension (i.e. filename).


Test sample 1 (arpdcr0.str) : Le Bail method
Pd/Cr  Le Bail Method
40 1 1 2 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0
0.03 1.54056 1.54439 0.5 0.5 0.5 0.10
Phase 1
0 0 0 0 4 0
P 21/C
3.03186   1.51593    .00000
3.57319 140.00000    .79950    .00000
 .30000   -.09895    .07451    .00000    .17872   1.27493
-.07650   -.07600
7.77012  11.57703  11.85091  90.00000 105.50137  90.00000
1.00000
0. 0. 0.
11
0 21 31 0 51 41 61 111
71 81 91 0 101 0
0

Test sample 2 (arpdcr.str) : Rietveld method
Pd/Cr Rietveld method
5 1 56 2 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0
0.03 1.54056 1.54439 0.5 0.5 0.5 0.10
Phase 1
15 4 0 0 4 1
1 0 0
P 21/C
pd  cr  n   o
PD1 
 1 1   .00000   .00000   .00000  1.52931   .05000 1 0
PD2 
 1 1   .00000   .00000   .50000  1.52931   .05000 1 0
CR1 
 1 2   .38629   .26102   .81614  2.41244   .10000 2 0
CR2 
 1 2   .71202   .27162   .71005  2.41244   .10000 2 0
N1  
 1 3  -.00927   .17836   .00851  3.43243   .12068 3 0
N2  
 1 3   .28974   .01126   .06556  3.43243   .12068 3 0
N3  
 1 3   .00620   .01729   .67891  3.43243   .12068 3 0
N4  
 1 3   .27508   .01101   .54941  3.43243   .12068 3 0
O1  
 1 4   .29151   .22190   .69466  3.43243   .10000 4 0
O2  
 1 4   .33678   .19695   .92355  3.43243   .10000 4 0
O3  
 1 4   .34624   .39957   .82350  3.43243   .10000 4 0
O4  
 1 4   .64738   .17380   .61697  3.43243   .10000 4 0
O5  
 1 4   .92661   .25783   .76502  3.43243   .10000 4 0
O6  
 1 4   .65210   .40217   .65558  3.43243   .10000 4 0
O7  
 1 4   .62352   .24245   .83665  3.43243   .10000 4 0
      3.03186      1.51593       .00000
      3.57319    140.00000       .79950       .00000
       .30000      -.09895       .07451       .00000       .17872      1.27493
      -.07650      -.07600
      7.77012     11.57703     11.85091     90.00000    105.50137     90.00000
       .87470       .00000
0 0 0 511 0 0 0 0
0 0 0 511 0 0 0 0
121 131 141 521 0 0 0 0
151 161 171 521 0 0 0 0
181 191 201 541 531 0 0 0
211 221 231 541 531 0 0 0
241 251 261 541 531 0 0 0
271 281 291 541 531 0 0 0
301 311 321 541 0 0 0 0
331 341 351 541 0 0 0 0
361 371 381 541 0 0 0 0
391 401 411 541 0 0 0 0
421 431 441 541 0 0 0 0
451 461 471 541 0 0 0 0
481 491 501 541 0 0 0 0
11 10.5 0
561
0 61 31 0 51 41 21 551
71 81 91 0 101 0
111 0

Building the .str file


Line 1 : text
Read problem identification, format(20a4)

Line 2 : ncycle,npat,maxs,lim,iback,ntd,iscat,lcoord,iplot,lout,ipons,lmat,lcord,ifour,maxcon,nbayes
16 integer values, free format

Line 3 : eps, dlabda(1), dlabda(2), relaxc, relaxb, relaxs, relaxh
Termination, relaxation factors and wavelength, free format, 7 reals Line 4 : ptext (for each phase)
Title for each phase : npat lines, format(4a4)

Line 5 : na,km,kl,mn,kxr,ipref (for each phase)
6 integers, free format, npat lines

Line 5.2 (optional, if ipref = 1) : ph1, ph2, ph3
Preferred orientation axis Line 5.3 (optional, if kxr = 2) : hl1, hl2, hl3
Unique magnetic axis

Line 6 : space group, put some blanks, ex : P M M M, or I 41/A M D, or P 21/C...

 Line 6.1 (optional) : read(lca,*)(rm(np,ir,k,ij),ij=1,9)
 Read magnetic vector rotation matrices

Line 6.2 (optional, if iscat = 1) : read(lca,*)(b(i),i=1,kll)

Line 6.3 (optional, if iback different from 0) : read(lca,*)(cross(i),i=1,kll)

Line 6.4 (optional, if iscat = 1) : read(lca,*)(fa(j,i),fb(j,i),j=1,4),fc(i),delfr(i)

Line 6.5 (optional, if iback different from 0) : read(lca,*)(bmag(i),i=1,kmn)

Line 6.6 (optional, if iscat = 0 and neutron data) : read(lca,6720)(namb(i),i=1,kll)
Neutron scattering factors retrieved by names : do not use capital letters
format a4, maximum 8

Line 6.7 (optional, if iscat = 0 and X-rays or neutron magnetic data) : read(lca,6720)(namx(i),i=1,kmn)
X-rays or neutron magnetic scattering factors retrieved by names : do not use capital letters
format a4, maximum 8

Series 7 : npat (for each phase) * na (for each atom) lines

Line 7.1 : atext
Text for this atom, format a4

Line 7.2 : ncd, ntyp, x, y, z, occ, B, mtyp, jtf

Line 7.3 (optional, if  ) : xl1, xl2, xl3

Line 7.4 (optional, if jtf = 1) : U11, U22, U33, U12, U13, U23

Line 8 : scale1, scale2 (only if Kalpha 1+2), Bov
Two or 3 reals (only 2 if neutrons or K alpha 1 X-rays)

Line 9 : zero, ga, cthm, tmu

Series 10 : profile parameters, npat groups of lines

If ntd = 0 or 1:
Line 10.1 : ah, bh, eh, ch, dh, fh
Line 10.2 : aah, bbh

if ntd = 1
Line 10.3 : gh, gd
Line 10.4 : S11, S22, S33, S12, S13, S23, D11, D22, D33, D12, D13, D23, KD

if ntd = 2
Line 10.1 : UA11, UA22, UA33, UA12, UA13, UA23
Line 10.2 : VA11, VA22, VA33, VA12, VA13, VA23
Line 10.3 : WA11, WA22, WA33, WA12, WA13, WA23
Line 10.4 : UB11, UB22, UB33, UB12, UB13, UB23
Line 10.5 : VB11, VB22, VB33, VB12, VB13, VB23
Line 10.6 : WB11, WB22, WB33, WB12, WB13, WB23
Line 10.7 : aah, bbh

Line 11 : a, b, c, alpha, beta, gamma

Line 12 : pref, lebail
one or two values depending if there is preferred orientation or not

Series 13 : codes for refinement, to give in same order as series 7
Line 13.1 : Cx, Cy, Cz, Cocc, CB, Cxl1, Cxl2, Cxl3

Line 13.2 (optional, if jtf = 1) : CU11, CU22, CU33, CU12, CU13, CU23

Series 14 : codes for scales, B overall, zeropoint.

Line 14.1 : Cscale1, Cscale2 (only if Kalpha 1+2), CBov
Two or 3 reals (only 2 if neutrons or K alpha 1 X-rays)

Line 14.2 : Czero

Series 15 : Codes for refinement of profile parameters, npat groups of lines

If ntd = 0 or 1:
Line 14.1 : Cah, Cbh, Ceh, Cch, Cdh, Cfh, Caah, Cbbh

if ntd = 1
Line 14.2 : CS11, CS22, CS33, CS12, CS13, CS23, CD11, CD22, CD33, CD12, CD13, CD23, CKD

if ntd = 2
Line 14.1 : CUA11, CUA22, CUA33, CUA12, CUA13, CUA23
Line 14.2 : CVA11, CVA22, CVA33, CVA12, CVA13, CVA23
Line 14.3 : CWA11, CWA22, CWA33, CWA12, CWA13, CWA23
Line 14.4 : CUB11, CUB22, CUB33, CUB12, CUB13, CUB23
Line 14.5 : CVB11, CVB22, CVB33, CVB12, CVB13, CVB23
Line 14.6 : CWB11, CWB22, CWB33, CWB12, CWB13, CWB23
Line 14.7 : Caah, Cbbh

Line 15 : Ca, Cb, Cc, Calpha, Cbeta, Cgamma

Line 16 : Cpref, 0
 
 
 
 
 
 


Building the .dat file

Example : arpdcr.dat

 PDCR60.RAW 
    32
   1016 1021.
   1096  911.
   1264  763.
   1346  709.
   1472  639.
   1600  614.
   1790  570.
   1824  568.
   2030  528.
   2684  386.
   4052  368.
   5000  360.
   5200  363.
   5400  364.
   5600  364.
   5800  362.
   6000  358.
   6200  353.
   6400  347.
   6600  339.
   6800  331.
   7000  321.
   7200  312.
   7400  301.
   7600  291.
   7800  281.
   8000  272.
   8200  263.
   8400  255.
   8600  249.
   8800  244.
   9000  240.
    0
    1
      1000       2    9000
 1 1009. 1 1030. 1 1030. 1 1036. 1  990. 1 1022. 1 1015. 1 1049. 1 1076. 1  993.
 1 1072. 1 1018. 1 1073. 1 1013. 1  970. 1  980. 1  981. 1 1037. 1  993. 1 1045.
 1 1053. 1 1028. 1  988. 1  963. 1  988. 1  971. 1  946. 1 1007. 1  955. 1 1018.
 1  972. 1 1001. 1  943. 1  971. 1  977. 1  998. 1  976. 1  970. 1  975. 1 1008.
 1  888. 1  975. 1  974. 1  986. 1  975. 1  971. 1  924. 1  980. 1  905. 1  910.
 1  935. 1  959. 1  932. 1  992. 1  989. 1  935. 1  972. 1  967. 1  961. 1 1029.
 1  960. 1  934. 1  964. 1 1002. 1 1006. 1 1071. 1 1057. 1 1052. 1 1105. 1 1119.
 1 1152. 1 1124. 1 1178. 1 1247. 1 1187. 1 1305. 1 1334. 1 1342. 1 1531. 1 1599.
 1 1685. 1 1840. 1 1937. 1 2035. 1 2273. 1 2507. 1 2765. 1 3042. 1 3699. 1 4206.
................
Line 1 : text
Line 2 : Nback = Number of background positions
Lines 3 to 3+Nback : couples of values 2-theta x 100 and background intensities
Line 4 : Nexc = number of excluded zones
Line 4.1 (optional, if Nexc is different from 0) : Nexc couples of values 2-theta min and max (x100) for the excluded zones
Line 5 : ndat
             if ndat = 0 data are in free format
             if ndat = 1 data are in ILL old D1A format : 10(i2,f6.0) couples of number of detectors (i2) and intensity (f6.0).
Line 6 : istart, istep, ifin = starting 2-theta angle, step and final 2-theta angles (x100).
Line 7 : Intensities according to ndat

Strategy

Le Bail method

ARIT needs 3 files : filename.str, filename.dat, already discussed (see above with filename = arpdcr0), and filename.prn with n = 1, 2 or 3 (3 phases maximum). Below is an example of filename.pr1 :

1 0 0 100. 0.01 <--- h k l |F| sig(|F|), free format
1 0 0 100. 0.01
1 0 0 100. 0.01
1 0 0 100. 0.01
1 0 0 100. 0.01
1 0 0 100. 0.01
1 0 0 100. 0.01
1 0 0 100. 0.01
etc... : you should have as many lines as reflections for this phase. In fact, only |F| is used so that this file can be prepared quickly by a copy-paste technique. If the first run is unsufficient, it is possible to use the new |F| (gathered inside filename.fo1) for the next run. You just have to rename filename.fo1 as filename.pr1.

attention : on ne peut affiner que le decalage
de zero , les parametres de profil et les
parametres de maille (on n'affine meme pas
le facteur d'echelle) . toutefois tous les
autres parametres doivent etre presents ainsi
que leurs codes (mis a zero) exactement comme
pour une execution normale de arit4.
au premier cycle d'affinement , la reliabilite
peut etre de l'ordre de 90% ou plus sur les profils
(ajuster quand meme le facteur d'echelle au
mieux) , au bout de 10 a 15 cycles elle doit
normalement descendre vers 10% si la proposition
de maille est honnete ( la reliabilite sur les
intensites integrees peut descendre sous 1%)

en sortie , un fichier nom2.hkl est cree contenant les
facteurs de structure dans un format lisible
par le programme shelx en hklf 3 (rajouter
une ligne de zeros en fin de fichier et
renommer en .rd )
toutefois si il y a k-alpha2 le fichier
nom2.hkl peut etre traite par le programme
alhkl qui regroupe alpha1 et alpha2 et
cree directement un fichier nom2.rd (en fait
shelx peut le faire par l'option merg)

warning : il est le plus souvent necessaire de faire deux
etapes de 15 a 20 cycles

dans la premiere etape on introduira les
parametres de mailles et le decalage de zero sortant
d' un excellent affinement (voir eracel plus bas,
ne venez pas me voir si vous avez neglige ce point).
on ne les affinera pas.....
on n'affinera que v1,w1,w2,c,d

soit les codes:
0 0 0
0
0 11 21 0 0 31 41 51
0 0 0 0 0 0
0 0
le mieux est de partir de valeurs deja connues
pour un meme nombre de coefficients de fourier

cette etape peut suffire en fait.......

dans une eventuelle deuxieme etape, il est
possible de repartir de la solution obtenue
pour cela : faire
copy nom2.hkl nom2.prv
warning : le .prv est lu en non formate
verifier que les fobs ne sont pas
colles aux hkl
si oui : les decoller
on peut cette fois lacher tous les parametres de
profil, ce qui correspond aux codes:
0 0 0
11
21 31 41 51 61 71 81 91
101 111 121 0 0 0 <---- si orthorhombique evidemment
0 0
warning: les restrictions et instabilites
signalees ailleurs pour arit4 restent valables
(en particulier, decalage de zero et assymetrie
sont fortement correles.. l'affinement peut
diverger ... si oui , ne pas affiner c et d dans
la deuxieme etape :
0 0 0
11
21 31 41 51 61 71 0 0 (si le spectre va jusqu'a au moins 130 degres
81 91 101 0 0 0 deux theta, sinon ne pas affiner u1,v1..)
0 0

une fois dans shelx , tout est permis : patterson , methodes
directes ....... sur toutes les donnees ou une
partie selectionnee sur des criteres de moindre
chevauchement des reflexions .(le programme
ahklord2 permet d'eliminer les raies dont les
positions theoriques s'ecartent d'une valeur
inferieure a un intervalle angulaire choisi)

cependant , il sera difficile de completer une
structure avec ces facteurs de structure plus ou
moins entaches d'erreur ( chevauchement des raies ).
====> revenir dans arit4 est imperatif

si on pense avoir obtenu un bout de structure
on peut faire tourner le programme aritb avec
des f(calc) au depart correspondant a ce morceau
de structure: mettre bid=0 , le fichier .prv
est toujours necessaire mais pas lu.

ayez de l'imagination mais surtout restez logique....
 
 


Output

Reliabilities are given "background-corrected" and "peak-only" (see r.j. hill and r.x. fischer, j. appl. cryst. 23 (1990)
462-468). They will appear on the dialog box.

filename.typ : Main results will be gathered in this file
filename.imp : Results of preparing data
filename.prf : Output for DMPLOT visualization
filename.par : New parameters for updating the .str file
filename.fon, with n=1, 2 or 3 : Structure factor output for phase n
 
 
 
 
 


References

[1] H. M. Rietveld, Acta Crystallogr. 22 (1967) 151-152 ; J Appl. crystallogr. 2 (1969) 65-71.
[2] A. Le Bail, ARITB program, Université du Maine (1987) ; first published application of the Le bail method : A. Le Bail, H. Duroy, & J.L. Fourquet, Mat. Res. Bull. 23 (1988) 447-452.
[3] M.W Thomas & P.J. Bendall, Acta Crystallogr. A34 (1978) 5351.
[4] A.W. Hewat, Harwell report 73/239 ; & ILL internal report 74/h62s.
[5] A. Le Bail, Acta Crystallogr. A40, suppl. c369 (1984) ; A. Le Bail, Proc. 10th Colloq. Rayons X, Siemens, Grenoble (1985) 45. Published applications : A. Gibaud , A. Le Bail & A. Bulou, J. Phys. C. 19 (1986) 4623 ; C. Lartigue, A. Le Bail & A. Percheron-Guegan, J. Less-Common Metals 129 (1987) 65.

Publications using ARIT for Rietveld refinement :

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d. bizot, j. chassaing, j. pannetier, m. leblanc, a. le bail, g. ferey, solid state comm. 58(1), 71 (1986)

r. de pape, a. le bail, f. lubin, g. ferey, rev. chim. miner., 24, 545 (1987)

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j.l. fourquet, a. le bail and p.a. gillet, mat. res. bull., 23, 1163-1170 (1988)

a. hemon and g. courbion, j. solid state chem., 84, 153-164 (1990)

Publications using ARIT for Le Bail method :

a. le bail, h. duroy, & j.l. fourquet, mat. res. bull. 23, 447-452 (1988).

y. laligant, a. le bail, g. ferey, m. hervieu, b. raveau, a. wilkinson and a. k. cheetham, eur. j. solid state inorg chem., 25, 237 (1988).

y. laligant, a. le bail, d. avignant, j. c. cousseins and g. ferey, eur. j. solid state inorg. chem., 25, 551(1988)

p. amoros, d. beltran-porter, a. le bail, g. ferey and g. villeneuve, eur. j. solid state inorg. chem. 25, 599 (1988).

a. le bail, j. solid state chem., 83, 267 (1989).

a. le bail, g. ferey, p. amoros, d. beltran-porter and g. villeneuve, j. solid state chem. 79, 169 (1989).

y. laligant, a. le bail and g. ferey, j. solid state chem. 81, 58 (1989).

m.a. lafontaine, a. le bail and g. ferey, j. solid state chem., 85, 220, (1990).

a. le bail and m.a. lafontaine, eur. j. solid state inorg. chem., 27, 671 (1990).

a. le bail, g. ferey, a.m. mercier, a. de kozak and m. samouel, j. solid state chem., 89, 282 (1990).

a. le bail, iucr symposium on powder diffraction, toulouse, france, 99-100 (1990).

y. laligant, g. ferey and a. le bail, mat. res. bull. 26, 269 (1991).

y. laligant, eur. j. solid state inorg. chem., 29, 83 (1992).

y. laligant, eur. j. solid state inorg. chem., 29, 239-247 (1992).

u. bentrup, a. le bail, h. duroy and j.l. fourquet, eur. j. solid state inorg. chem., 29, 371-381 (1992).

a. le bail, h. duroy and j.l. fourquet, j. solid state chem. 98, 151-158 (1992).

a. le bail, j.l. fourquet and u. bentrup, j. solid state chem.
100, 151-159 (1992).

Publications using the Le Bail method as implemented in other Rietveld programs (or standalone) :

"the ab initio crystal structure determination of cupt3o6 from a combination of synchrotron x-ray and neutron powder diffrac- tion data", j.a. hriljac, j.b. parise, g.h. kwei and k.b. schwartz, j. phys. chem. solids 52, 1273-1279 (1991).

"determination of the structure of (vo)3(po4)2.9h2o by powder x-ray diffraction analysis", r.g. teller, p. blum, e. kostiner and j.a. hriljac, j. solid state chem., 97, 10-18 (1992).

"determination of complex structures by combined neutron and synchrotron x-ray powder diffraction", r.e. morris, w.t.a. harrison, j.m. nicol, a.p. wilkinson and a.k. cheetham, nature, 359, 519-522 (1992).

a. jouanneaux, o. joubert, a.n. fitch and m. ganne, mat. res. bull. 26, 973 (1991).

p. lightfoot, c. glidewell and p.g. bruce, j. mater. chem. 2, 361-362 (1992).

p. lightfoot, m. tremayne, k.d.m. harris and p.g. bruce, j. chem. soc. chem. commun. 1012 (1992).

m. tremayne, p. lightfoot, m.a. mehta, p.g. bruce, k.d.m. harris, k. shankland, c.j. gilmore and g. bricogne, j. solid state chem. 100, 191-196 (1992).

m.a.g. aranda, j.p. attfield and s. bruque, angew. chem. int. ed. engl. 32, 1090-1092 (1992).

Etc,
see the SDPD Database.


Alternative
FULLPROF
GSAS
WinMPROF
XND
EXTRACT
EXTRA
...


Old part in french still in a mess !



|-5.15 0. 1.54051 1.54433 2 0.7995 0.0 --> zero std lambda1 lambda2 nhw pola abs
|0. 0. 6400. --> u v w (nphase fois)
zero : decalage de zero en degres 2*theta*100
std : deviation standard dans le fond continu
          le poids d'une intensite i est calcule
         d'apres l'expression 250/(i+std**2)
lambda1 : longueur d'onde en angstroem
lambda2 : alpha 2 - cas rayons x
    (pour neutrons mettre lamda2=lambda1)
nhw : l'intervalle 2*theta sur lequel s'etale
       une reflexion est calcule d'apres 2*nhw*hw
pola :   pola=(cos(2*alpha))**2 ou alpha est
             l'angle de reflexion sur le monochromateur
               . (mettre 1 pour neutrons)
abs : produit du coefficient d'absorption par
           l'epaisseur de la plaquette
           la correction appliquee est :  1-0.1*abs*sin(2*theta)
u,v,w : parametres servant a definir la largeur
                 de contribution "hw" des relexions
hw=u*(tang(theta))**2 + v*tang(theta) + w

l'utilisation qui en est faite ici est un peu differente du rietveld classique

dans la plupart des cas il suffira d'imposer u=v=0 de choisir une valeur de w correspondant au nombre de pas de comptage maximum sur lequel on estime que les relexions vont s'etendre , soit npas , alors

w=((npas*pas)/(2*nhw))**2

ici npas=80 points
pas=4 ( degres 2*thet*100 )
nhw=2
w=((80*4)/(2*2))**2 = 80**2 = 6400.

le nombre npas se retrouve dans la formulation en serie de fourier des profils de raies

|0 ----> nombre de zones exclues, au cas ou on en met n , rajouter
n ligne de 2 valeurs comportant les angles de debut et de fin
de zone exclue en degres 2*theta*100
 
 

confidentiellement les codes sont :

10*numero d'ordre de la phase + ncode

ou ncode = 1 si neutrons nucleaires seuls
2 si neutrons magnetiques seuls
3 si neutrons nucleaires +
magnetiques
4 si rayons x alpha 1
5 si rayons x alpha 2

si il n'y a q'une seule phase , ncode est
suffisant
 
 
 

ligne 11.1 : sm1,sm2,sm3,sm4,sm5,sm6,sm7,sm8,sm9,t1,t2,t3
------------
format libre

irll lignes doivent etre fournies pour
les npat phases (voir ligne 7)

operateurs de symetrie
sm1 a sm9 sont les elements d'une matrice 3*3
decrivant les rotations ou reflexions du groupe
d'espace , t1 a t3 sont les composantes de
translation selon les axes cristallographiques
respectivement a,b,c

pour un atome en position x,y,z la generation des
equivalents est effectuee en appliquant :

x'= sm1*x + sm2*y + sm3*z + t1

y'= sm4*x + sm5*y + sm6*z + t2

z'= sm7*x + sm8*y + sm9*z + t3

ligne 11.2 : rm1,rm2,rm3,rm4,rm5,rm6,rm7,rm8,rm9 format libre
------------

=====>> ligne optionnelle a fournir seulement si mn est non nul
a la ligne 7

matrice de rotation des vecteurs magnetiques

apres chaque ligne 11.1 doivent etre fournies mn lignes 11.2

le numero d'ordre de la matrice de rotation magnetique
s'appliquant a un atome magnetique donne sera precise
a la ligne 14

si kx,ky,kz sont les composantes du vecteur magnetique
selon respectivement les axes cristallographiques a,b,c
les composantes des vecteurs equivalents sont calculees
d'apres :

nbsp; kx'= rm1*kx + rm2*ky + rm3*kz

ky'= rm4*kx + rm5*ky + rm6*kz

kz'= rm7*kx + rm8*ky + rm9*kz

ligne 12.1 : kl valeurs (voir ligne 7) de
------------ - longueur de diffusion -cas neutrons
ou de - delta f" - cas rayons x

format libre

l'ordre des kl valeurs est indifferent mais
le numero d'ordre doit etre precise pour
chaque type d'atome ligne 14
 

ligne 12.2 : iback valeurs (voir ligne 2) de section
------------ incoherente de diffusion de neutrons (barns)

format libre

=======>> ligne optionnelle : a introduire seulement si
iback est different de 0 a la ligne 2

ligne 13.1 : j,(s(l),f(l),l=1,j) format libre
------------

===========>> ligne optionnelle : a introduire seulement si
km est different de 0 a la ligne 7
 

facteurs de diffusion :
-- magnetique - cas neutrons
-- f + delta f' - cas rayons x

km lignes doivent etre fournies

j --> nombre de couples de valeurs
de s et f
===== j maximum = 21 =====
s --> (sinus(theta))/lambda pour la valeur de f
f --> facteur de diffusion pour la valeur de s

l'ordre des km lignes est indiffernt , mais le
numero d'ordre doit etre precise pour chaque
type d'atomes a la ligne 14

dans la derniere version il faut en fait fournir
ici les 9 coefficients du facteur de diffusion x
et une dixieme valeur qui est delta f'...

ligne 13.2 : km valeurs de bmag format libre
------------
========>>> ligne optionnelle : a ne fournir que si
iback n'est pas nul a la ligne 2

nombre de spin pour les ions paramagnetiques

le numero d'ordre doit etre precise pour
chaque type d'atomes a la ligne 14

--------------------------------------------
lignes 14.1 a :: parametres atomiques
--------------------------------------------

a fournir autant na fois (voir ligne 7)

ligne 14.1 : identificateur alphanumerique pour le
------------ n-ieme atome

format a4

ligne 14.2 : ncd,ntyp,x,y,z,biso,noccup,mtyp,jtf
------------

format libre

ncd --> numero d'ordre de la phase pour laquelle
cet atome contribue ( 1 a 3 maximum )
ntyp --> numero d'ordre de la longueur de diffusion
neutronique ou du delta f" fournis a la
ligne 12.1
x,y,z --> coordonnees reduites d l'atome
biso --> facteur de temperature isotrope
(mettre 0 si on prend l'option
agitation anisotrope)
noccup --> multiplicite du site occupe ( a un
facteur multiplicatif pres )
mtyp --> numero d'ordre du facteur de diffusion
(f+delta f') -- cas rayons x
magnetique -- cas neutrons

jtf --> code de selection du type d'agitation
thermique que l'on souhaite affiner

0 : isotrope
1 : anisotrope

ligne 14.4 : meq
------------

format libre

=================>> ligne optionnelle a ne fournir que si
mn est different de 0 ligne 7

meq --> numero d'ordre de la matrice de rotation
magnetique s'appliquant a cet atome
si l'atome n'a pas de contribution
magnetique : mettre 0

ligne 14.5 : kx,ky,kz
------------

format libre

==================>> ligne optionnelle a ne fournir que si
mn est different de 0 ligne 7 et si
meq est different de 0 ligne 14.4

kx,ky,kz --> composantes du vecteur magnetique

ligne 14.7 : b11,b22,b33,b12,b13,b23
------------

format libre

==============>> ligne optionnelle a ne fournir que si
jtf = 1 a la ligne 14.6

composantes du facteur d'agitation thermique
anisotrope selon l'expression :

exp -[ h**2*b11 + k**2*b22 + l**2*b33 + 2*h*k*b12
+ 2*h*l*b13 + 2*k*l*b23 ]

ligne 15 : scale1, ( scale2 sur option ),bover
----------

format libre

===> npat lignes

scale1 --> facteur d'echelle
scale2 --> facteur d'echelle pour alpha 2
cas rayons x , ne fournir que si
kxr=4 a la ligne 4
bover --> facteur d'agitation thermique
isotrope global

ligne 16 : zero, ga, cthm, tmu
----------

format libre

===> npat lignes

zero --> decalage de zero en degres 2*theta*100

ga : nombre d'intervalles de pas de comptage
definissant chaque reflection. y sera
associe un nombre de coefficients de fourier
lg = ga/2 -1
ga doit etre un nombre pair inferieur ou
egal a 400.

cthm :
cthm=(cos(2*alpha))**2 ou alpha est
l'angle de reflexion sur le monochromateur
(mettre 1 pour neutrons)

tmu : produit du coefficient d'absorption par
l'epaisseur de la plaquette
la correction appliquee est :
1-0.1*tmu*sin(2*theta)

ligne 17.1 : u1,v1,w1,u2,v2,w2
------------
format libre

parametres de profil

dans le cas de l'option 'compose bien cristallise',
le profil des raies est calcule d'apres la serie de
fourier :

g(x,t)=(1/a) * somme de n=-l a n=+l de

exp[-(h1*|n|**h2] * cos (2*pi*n*x/a)
+ b(n)*sin (2*pi*n*x/a)

ou : h1=u1*(tang(theta))**2 +v1*tang(theta) +w1

==> intervient sur la largeur des raies

h2=u2*(tang(theta))**2 +v2(tang(theta) +w2

==> intervient sur la forme des raies

b(n) intervient sur l'asymetrie des raies
(definition ligne 17.2)

ligne 17.2 : c,d
------------
format libre

parametres d'asymetrie

b(n)=[1/(1+tang(theta)**2] * [c*n**2 + d*n] * exp(-n/2)

ligne 17.3 : rl,<d>
------------
format libre

=========>> ligne optionnelle a ne fournir que si ntd=1
a la ligne 2
correspond au cas 'compose mal cristallise'

rl --> rapport entre le nombre de points npas1 de largeur
des raies ayant servi a affiner les valeurs u1,v1,
w1,u2,v2,w2,c,d du compose bien cristallise destine
a servir de reference et le nombre de points npas2
de largeur des raies du compose mal cristallise
que l'on souhaite caracteriser
il est recommande d'operer avec rl=1.
<d> --> npas2 etant fixe , il correspond a un certain
intervalle delta theta de largeur des raies ,
calculer alors d selon l'expression :

<d> = lambda/(4*sin(delta theta/2))

<d> correspond a une distance en angstroems associee
aux coefficients de fourier de taille et de
distorsion

ligne 17.4 : s11,s22,s33,s12,s13,s23
------------
format libre

=====> ligne optionnelle a ne fournir que si ntd=1
a la ligne 2 - cas 'compose mal cristallise'

coefficients du tenseur de rang 2 permettant
d'approximer la forme du cristallite moyen par
un ellipsoide

la taille moyenne dans une direction perpendiculaire
a un plan hkl donne est calculee selon l'expression :

t(hkl)=<d> / [ d(hkl)**2 * (h**2*s11 + k**2*s22 +l**2*s33
+ 2*h*k*s12 + 2*h*l*s13 + 2*k*l*s23 ) ]**0.5
(angstroems)

les calculs sont bases sur l'approximation que la
distribution de taille des grains suit une loi du
type : p(n)=g**2*exp(-g*|n|)
ce qui correspond a une contribution de l'effet de
taille des grains a la forme des raies de type
lorentzienne

ligne 17.5 : z11,z22,z33,z12,z13,z23,k
------------
format libre

=====> ligne opptionnelle a ne fournir que si ntd=1
a la ligne 2 - cas 'compose mal cristallise'

coefficients du tenseur de rang 2 permettant
d'approximer la valeur de la distorsion moyenne du reseau
en fonction de l'orientation par un ellipsoide

la distorsion moyenne dans une direction perpendiculaire
a un plan hkl donne est calculee selon l'expression :

<z1**2>(hkl)= 1. / { [ d(hkl)**2 * (h**2*z11 + k**2*z22 +l**2*z33
+ 2*h*k*z12 + 2*h*l*z13 + 2*k*l*z23 ) ]**0.5 * 2.*pi**2 }

le parametre k provient de l'approximation suivante :

<zn**2> = |n|**k * <z1**2>

ou : <z1**2> represente la distorsion moyenne a une
distance <d> d'une origine arbitraire
<zn**2> est la distorsion moyenne a la
distance n*<d> ( variable sans dimension : pour
obtenir une unite en angstroem**2 , multiplier
par <d>**2

k permet donc d'approcher une loi de variation de
la distorsion avec la distance , il se trouve
que cette loi intervient directement sur la
forme des raies due a la contribution de la
distorsion :
si k tend vers 1 : lorentzienne
si k tend vers 2 : gaussienne

ligne 18 : a,b,c,alpha,beta,gamma
----------
format libre

============> npat lignes

parametres de maille directs

ligne 19 : (apref sur option),bid
----------
format libre

==============>> npat lignes

apref --> sur option , a ne mettre que si ipref n'est
pas nul a la ligne 4
la correction d'orientation prend la forme :

exp(apref*alpha**2)

ou alpha est l'angle aigu entre le vecteur de
diffraction et l'axe d'orientation preferentielle.
cette correction suppose une distribution
gaussienne des axes d'orientation preferentielle
des cristallites individuels par rapport a l'axe
de l'echantillon

warning: la version arit5 utilise une autre expression :
(apref**2*cos**alpha+sin**alpha/apref)**-1.5
si apref<1 : plaquettes
si apref=1 : pas d'orientation preferentielle
si apref>1 : aiguilles

bid --> bidon ( comme son nom l'indique )
utile dans aritb seulement
 

lignes 21 a 26 : code d'affinement des parametres
-------------------------------------------------

la cle des codes d'affinement est la suivante :

code = [ m * 10 + abs(sm) ] * signe(sm)

ou : m --> m-ieme parametre affine
sm --> facteur multiplicatif du
changement trouve sur le m-ieme
parametre a chaque cycle d'affinement

exemples :

code = 101
10-ieme parametre,le changement sera
multiplie par +1

code = 100.5
10-ieme parametre,le changement sera
multiplie par +0.5

code = 0
ce parametre n'est pas affine

il est possible de lier certains parametres de facon
simple : soit pour un atome les coordonnees
x,y=1/2+x,z
les codes pour x et y seront identiques

soit des coordonnees
x,y=2x,z
les codes pour x et y seront 100.5 et 101.
ou 101. et 102.

l'ordre de numerotation des parametres est indifferent
cependant le numero d'ordre maximum des parametres
affine doit etre strictement egal a maxs (ligne 2)
sinon le programme reste en attente sans rien effectuer !!

les formats sont toujours libres

ligne 21.1 : 8 codes pour x,y,z,b,noccup,kx,ky,kz
----------

ligne 21.2 : 6 codes pour b11,b22,b33,b12,b13,b23
------------

=========> ligne optionnelle si un affinement en anisotrope
est demande pour l'atome en question

pour chaque atome la ligne 21.1 sera completee
immediatement par la ligne 21.2 s'il y a lieu

ligne 22 : 3 ou 2 codes pour le facteur d'echelle (neutrons,rx alpha1)
---------- le facteur d'echelle rx alpha 2
=======>>> sur option
le facteur d'agitation thermique global

=====> npat lignes

ligne 23 : 1 code pour le decalage de zero
----------

toujours une seule ligne meme si npat > 1

ligne 24.1 : 8 codes pour u1,v1,w1,u2,v2,w2,c,d
------------

======> npat lignes

======> ligne optionnelle : ne pas mettre si on est
dans le cas d'un affinement des effets
de taille et distorsion

ligne 24.2 : 6 codes pour s11,s22,s33,s12,s13.s23
------------

ligne 24.3 : 7 codes pour z11,z22,z33,z12,z13,z23,k
------------

ligne 25 : 6 code pour les parametres de mailles
----------

============>>>>>>>> attention
les codes s'appliquent a un tenseur
metrique reciproque

codes en cubique : 11 11 11 0 0 0
quadrat : 11 11 21 0 0 0
hexagon : 11 11 21 0 0 11 <----------------
orthoro : 11 21 31 0 0 0
monocli : 11 21 31 0 41 0
triclin : 11 21 31 41 51 61

on traitera toujours le cas rhomboedrique en hexagonal

ligne 26 : 1 ou 2 codes pour l'orientation preferentielle s'il y a lieu ,
---------- le parametre inutilise bid (!!!)
il va sans dire que le code pour le
parametre bid sera toujours 0

ce programme a deja beaucoup servi dans le domaine
du "ab initio" , quelques references:

a citer en cas d'utilisation:
 

--------------------------------------------------------------------
 

programme aritc : programme permettant de traiter un effet de distorsions
----------------- de reseau non centrees , se traduisant par une asymetrie
des raies de diffraction intrinseque au materiau

fonctionne comme arit4 avec quelques parametres
supplementaires

exemple de fichier nom2.dat pour aritc :

compose traite artificiellement en deux phases
raies fines
raies + larges de type h0l

zn2al (oh)6 1/2co2 xh2o essai distorsions non centrees
8 2 22 2 0 1
znal
znal h0l
4 1
4 1
0 0 1 0 0 -1 4
0 0
2 17 4 3 3 0
2 17 4 0 0 0
0.3 1.54056 1.54433 0.4 0.4 0.4 0.1
0 0 1
0 0 1
0 -1 0 1 -1 0 0 0 1 0 0 0
-1 1 0 0 -1 0 0 0 1 0 0 0
0 -1 0 -1 0 0 0 0 1 0 0 0
1 0 0 1 -1 0 0 0 1 0 0 0
-1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0
1 0 0 0 1 0 0 0 1 0.33333 0.66667 0.66667
1 0 0 0 1 0 0 0 1 0.66667 0.33333 0.33333
0 -1 0 1 -1 0 0 0 1 0.33333 0.66667 0.66667
0 -1 0 1 -1 0 0 0 1 0.66667 0.33333 0.33333
-1 1 0 -1 0 0 0 0 1 0.33333 0.66667 0.66667
-1 1 0 -1 0 0 0 0 1 0.66667 0.33333 0.33333
0 -1 0 -1 0 0 0 0 1 0.33333 0.66667 0.66667
0 -1 0 -1 0 0 0 0 1 0.66667 0.33333 0.33333
1 0 0 1 -1 0 0 0 1 0.33333 0.66667 0.66667
1 0 0 1 -1 0 0 0 1 0.66667 0.33333 0.33333
-1 1 0 0 1 0 0 0 1 0.33333 0.66667 0.66667
-1 1 0 0 1 0 0 0 1 0.66667 0.33333 0.33333
0 -1 0 1 -1 0 0 0 1 0 0 0
-1 1 0 0 -1 0 0 0 1 0 0 0
0 -1 0 -1 0 0 0 0 1 0 0 0
1 0 0 1 -1 0 0 0 1 0 0 0
-1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0
1 0 0 0 1 0 0 0 1 0.33333 0.66667 0.66667
1 0 0 0 1 0 0 0 1 0.66667 0.33333 0.33333
0 -1 0 1 -1 0 0 0 1 0.33333 0.66667 0.66667
0 -1 0 1 -1 0 0 0 1 0.66667 0.33333 0.33333
-1 1 0 -1 0 0 0 0 1 0.33333 0.66667 0.66667
-1 1 0 -1 0 0 0 0 1 0.66667 0.33333 0.33333
0 -1 0 -1 0 0 0 0 1 0.33333 0.66667 0.66667
0 -1 0 -1 0 0 0 0 1 0.66667 0.33333 0.33333
1 0 0 1 -1 0 0 0 1 0.33333 0.66667 0.66667
1 0 0 1 -1 0 0 0 1 0.66667 0.33333 0.33333
-1 1 0 0 1 0 0 0 1 0.33333 0.66667 0.66667
-1 1 0 0 1 0 0 0 1 0.66667 0.33333 0.33333
0.678 0.246 0.032
12 0.05 26.123 0.1 25.346 0.15 24.154 0.2 22.663
0.25 20.994 0.3 19.275 0.35 17.537 0.4 15.892
0.45 14.362 0.5 12.968 0.55 11.719 0.6 10.615
12 0.05 10.137 0.1 9.942 0.15 9.620 0.2 9.215
0.25 8.724 0.3 8.179 0.35 7.603 0.4 7.017
0.45 6.441 0.5 5.887 0.55 5.366 0.6 4.885
12 0.05 8.67 0.1 7.836 0.15 6.792 0.2 5.756
0.25 4.836 0.3 4.068 0.35 3.452 0.4 2.969 0.45 2.597
0.5 2.313 0.55 2.097 0.6 1.934
zn
1 1 0. 0. 0. 0.0 0.02
1
1
0.04360 0.04360 0.00488 0.02180 0. 0.
zn
2 1 0. 0. 0. 0. 0.02
1
1
0.04360 0.04360 0.00488 0.02180 0. 0.
al
1 2 0. 0. 0. 0.0 0.01
2
1
0.04360 0.04360 0.00488 0.02180 0. 0.
al
2 2 0. 0. 0. 0. 0.01
2
1
0.04360 0.04360 0.00488 0.02180 0. 0.
oh
1 3 0. 0. 0.38068 0. 0.06
3
1
0.10650 0.10650 0.00029 0.05325 0. 0.
oh
2 3 0. 0. 0.38068 0. 0.06
3
1
0.10650 0.10650 0.00029 0.05325 0. 0.
x1
1 3 0.25680 0. 0.5 3. 0.04752
3
0
x1
2 3 0.25680 0. 0.5 3. 0.04752
3
0
7.05036 3.39223 0.
7.05036 3.39223 0.
10.104
10.104
0.019194
0.062134
0.042072
0.053969
-.26314
1.4096
-.023996
-.084315
0.2666 7.366
0.000001540 0.000001540 0.00000407 0.000000770 0. 0.
626. 626. 0.559 313. 0. 0. 2.041
0.0 0.0 0.0 0.0 0. 0. <----------------- parametres
0.019194 supplementaires
0.062134 ligne 17.6
0.042072
0.053969
-.26314
1.4096
-.023996
-.084315
0.2666 7.366
0.000138 0.000138 0.0000546 0.000069 0. 0.
17. 17. 0.094 8.5 0. 0. 1.345
0.036 0.036 0.00209 0.018 0. 0. <------------ ligne 17.6
3.0790 3.0790 22.9421 90. 90. 120.
3.0790 3.0790 22.9421 90. 90. 120.
0.0001 0.0000005
0.0001 0.0000005
99 300
0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0.
111. 111. 121. 110.5 0. 0.
0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0.
111. 111. 121. 110.5 0. 0.
0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0.
111. 111. 121. 110.5 0. 0.
0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0.
111. 111. 121. 110.5 0. 0.
0. 0. 11. 0. 0. 0. 0. 0.
131. 131. 141. 130.5 0. 0.
0. 0. 11. 0. 0. 0. 0. 0.
131. 131. 141. 130.5 0. 0.
151. 0. 0. 0. 161. 0. 0. 0.
151. 0. 0. 0. 161. 0. 0. 0.
21. 20.48 0.
21. 20.48 0.
31.
0. 0. 51. 0. 0. 0.
61. 61. 71. 60.5 0. 0. 81.
0. 0. 0. 0. 0. 0. <--------------- codes des parametres
221. 221. 191. 220.5 0. 0. supplementaires
171. 171. 181. 170.5 0. 0. 41. ligne 24.4
201. 201. 211. 200.5 0. 0. <--------------- ligne 24.4
91. 91. 101. 0. 0. 91.
91. 91. 101. 0. 0. 91.
0. 0.
0. 0.

ligne 17.6 : x11,x22,x33,x12,x13,x23 format libre
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ces parametres supplementaires agissent selon
un tenseur symetrique de rang 2

x(hkl)=d(hkl)**2 * [ h**2*x11 + k**2*x22 + l**2*x33 + 2*h*k*x12
+ 2*h*l*x13 + 2*k*l*x23 ] .

dans le programme arit4 , on admet que les distributions de distorsion
sont des gaussiennes centrees :

p(z) = (a/2*pi) exp ( -a**2 * z**2 ) ,

dans le programme aritc , les distributions de distorsion peuvent ne
pas etre centrees :

p(z) = (a/2*pi) exp [ -a**2 * ( z - z0 )**2 ]

ceci se traduit par une assymetrie des reflexions introduite au
niveau des coefficients de fourier du profil associe a l'effet de
distorsion en les multipliant par :

cos[4*pi*<d>*sin(theta)/lambda*z0] pour les coef. en cos.
sin[4(pi*<d>*sin(theta)/lambda*z0] pour les coef. en sin.

la relation entre x(hkl) et z0 est x(hkl)=4*pi*<d>*z0(hkl)

en sortie est imprime 2*<d>*z0(hkl) ( unite en angstroem )

ligne 24.4 : 6 codes d'affinement pour les xij format libre
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