JPH0997278A - 結晶モデル作成表示装置 - Google Patents
結晶モデル作成表示装置Info
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- JPH0997278A JPH0997278A JP7252973A JP25297395A JPH0997278A JP H0997278 A JPH0997278 A JP H0997278A JP 7252973 A JP7252973 A JP 7252973A JP 25297395 A JP25297395 A JP 25297395A JP H0997278 A JPH0997278 A JP H0997278A
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Abstract
タでも結晶を簡単に入力することができ、しかもその結
晶入力を直観的に行うことのできる結晶モデル作成表示
装置を提供する。 【解決手段】 3次元の結晶構造が2次元的に原子が並
んだ複数の層から構成されているものとして、作成・表
示を行う結晶を複数の層に分割し、その各層ごとに原子
を入力することにより各層の結晶モデルを作成し、その
各層間の距離と層数を入力することで3次元の結晶モデ
ルを作成して表示する。
Description
分析装置やX線回折装置等の分析装置のデータ解析や分
析シミュレーション、あるいは物理教育などの分野にお
いて利用される結晶モデル作成表示装置に関する。
析分野においては、散乱現象や回折強度をコンピュータ
によりシミュレーションする技術が研究されている。そ
のミュレーションの方法の一つとして、分析対象となる
試料の結晶構造のモデルを作成し、その結晶モデルとイ
オン(X線)の入射条件等の測定条件を用いてイオン散
乱強度(回折強度)を計算し表示する技術がある。
る3次元結晶のモデルの作成には、従来、空間群を基本
とした結晶入力用ソフトウェアを組み込んだ装置(コン
ピュータ等)が一般に利用されている。
づく結晶入力法では、結晶学、点群、空間群等の極めて
高い専門知識が必要で、これらの知識を持たないオペレ
ータでは結晶を正確に入力することは不可能である。ま
た、空間的な座標(3次元)を想像して各原子位置等を
入力する必要があることから、結晶構造を直観的に把握
しつつ入力操作を行うことは難しいといった問題があ
る。
たもので、結晶学等の専門的な知識を持たないオペレー
タでも結晶を簡単に入力することができ、しかもその結
晶入力を直観的に行うことのできる結晶モデル作成表示
装置の提供を目的とする。
め、本発明の結晶モデル作成表示装置は、作成・表示を
行う3次元結晶構造を複数の層に分割して、その各層ご
とに2次元的に並ぶ原子の種類及び各位置と、それらの
層間距離、層数並びに格子定数を入力するための入力部
と、入力された格子定数と各層ごとの原子種及びその各
位置の情報に基づいて、各層の格子点にそれぞれ原子を
配置して各層ごとの2次元モデルを作成する層モデル作
成部と、この層モデル作成部で得られた各層ごとのモデ
ルデータ及び入力された層間距離と層数に基づいて結晶
の3次元モデルを作成する3次元モデル作成部と、これ
ら二つのモデル作成部で得られたモデルデータを表示器
に表示する表示制御部を備えていることによって特徴づ
けられる。
子の配置と、結晶の層間距離、層数及び格子定数を入力
するだけで、3次元の結晶モデルを作成・表示すること
ができるので、特に結晶学等の専門知識がなくても結晶
を簡単に入力することができる。
ブロック図である。まず、この例の結晶モデル作成表示
装置は、入力装置1、演算処理装置2及びCRT等の表
示器3によって構成されている。
あって、作成・表示を行う3次元結晶構造の各層ごとの
原子種及びその各位置と、それらの層間距離、層数、並
びに格子定数を、表示器3に表示された機能呼出ボタン
(図示せず)のクリック操作やキーボード操作等により
演算処理装置2に入力することができる。
またはオフセット処理を行う際のそれぞれの数値を演算
処理装置2に入力することができ、さらに、モデル作成
のための各動作を開始する旨、及び結晶の幾何学的情報
を計算・表示する旨などの各種コマンドを演算処理装置
2に与えることができる。
タであって、層モデル作成部2a、3次元モデル作成部
2b、演算部2c及び表示制御部2dが設けられてい
る。層モデル作成部2aは、入力された格子定数と各層
ごとの原子種及びその各位置の情報に基づいて各層ごと
に2次元モデルを作成し、その各層のモデルデータを順
次に3次元モデル作成部2b及び表示制御部2dに出力
する。
部2aからの各層ごとの2次元モデルデータと、入力さ
れた層間距離及び層数の情報に基づいて、3次元の結晶
モデルを作成し、その結晶モデルのデータを表示制御部
2dに出力する。
学的情報(原子間距離、原子間角度等)を計算・表示す
る旨が入力されたときに、3次元モデル作成部2bから
結晶モデルのデータを採り込んで、それら幾何学的情報
を計算してその各計算結果を表示制御部2dに出力する
ように構成されている。
らの指令に応じて、表示器3の画面上に、全層表示ウィ
ンドウW1 、各層表示ウィンドウW2 、原子選択用ウィ
ンドウW3 、3D(3次元)表示ウィンドウW4 、並び
に、シフト設定用またはオフセット設定用のウィンドウ
W5 またはW6 (図3〜図10参照)等の複数の表示領
域を設定して、その各領域に結晶構造のフレームやモデ
ル作成データ、並びに数値等を表示するように構成され
ている。
ト値またはオフセット値と、指定された原子の情報に基
づいて、結晶モデルの表示画面上で指定原子の位置を他
の原子に対して独立に移動する機能や、表示画面上にお
いて各層間距離をそれぞれ独立して変更するといった機
能、さらに、入力指令に応じて各層のモデルの挿入・追
加表示やコピー・削除等の編集を実行する機能も備えて
いる。
置の操作手順を、低エネルギイオン散乱分光装置のシミ
ュレーション計算においてSrTiO3 の結晶構造を入
力する場合を例にとって、図3〜図10の表示例を参照
しつつ説明する。
うにSrO層−TiO2 層−SrO層−,・・・・,−Ti
O2 層の繰り返しで構成されていることから、SrTi
O3の結晶モデルを得るには、SrO層とTiO2 層の
みを入力すればよい。
する前に、入力装置1の操作により結晶の格子定数、層
間距離、層数等の情報は予め入力しておく。さて、操作
を開始してモデル作成の旨を入力すると、表示器2の画
面上に各層表示ウィンドウW2 が設定される。ここで、
マウスも操作して、全層表示ウィンドウW1 を表示させ
る。また、入力された格子定数に基づいて、全層表示ウ
ィンドウW1 に、表面層L0 のフレームと、これから入
力を行う第1層目L1 のフレームが表示されるととも
に、各層表示ウィンドウW2 に第1層目L1 のフレーム
のみが表示される。
O層には、ユニットの中心位置にOが存在するので、パ
ーティション処理を行って第1層の表示フレームを更に
分割( 0.5ユニット)しておく。
の各層表示ウィンドウW2 上で原子を配置する格子点の
位置をクリックしてゆく。この操作により表示画面上の
格子点に順次に原子種未定を現す白丸が表示される(図
3)。この例の場合、第1層目L1 の入力ではフレーム
の4角とフレーム中心の計5箇所の格子点が原子の配置
位置となる。
の操作は図4に示すように、まず、クリック操作によ
り、各層表示ウィンドウW2 上でフレーム中心を選択し
た後、機能呼出ボタンを操作して周期律表をウィンドウ
表示し、そのウィンドウW3 の表示画面上でOを選択す
るといった手順で行い、この操作によりユニットの中心
位置に決定原子であるOが表示される。また、他の格子
点(ユニットの4角)の原子ついても同様な操作により
原子種(Sr)を決定し表示する。
入力が完了し、この時点で図5に示すように第1層目L
1 のSrO層のモデルが表示される。次に、入力装置1
の操作により、第2層目の入力を行う旨の指令を与える
と、図6に示すように、全層表示ウィンドウW1 に第2
層目L2 のフレームが追加表示されるとともに、各層表
示ウィンドウW2 に、第2層目L2 のフレームが表示さ
れる。
様にして、フレーム中心位置の元素種Tiを決定し、さ
らにフレーム4辺の各中点位置の元素種Oを決定する
と、図7に示すように、表示画面の全層表示ウィンドウ
W1 と各層表示ウィンドウW2にそれぞれ第2層目L2
の結晶モデルが表示されるとともに、3次元の結晶モデ
ルが表示画面の3D表示ウィンドウW4 に表示される。
あるが、この時点で得られる結晶モデルは理想モデルで
あるため、実際のシミュレーション計算に用いる結晶構
造が理想モデルと異なる場合には次のような処理を行
う。
原子の水平方向(x−y方向)における位置を変更しよ
うする場合、機能設定ボタンのクリック操作を行って、
図8に示すように、表示画面上にシフト設定用ウィンド
ウW5 を呼び出し、また、各層表示ウィンドウW2 に第
1層L1 の結晶モデルを表示する。次いで、表示画面上
でO原子をクリックするとともに、そのシフト値(x方
向に0.25ユニット)を数値入力するといった操作を行う
ことにより、ユニット中心のO原子の表示位置をx方向
に0.25ユニット分だけ移動させることができる。
子の垂直方向(z方向)における位置を変更しようする
場合、機能設定ボタンのクリック操作を行って、図9に
示すように、表示画面上にシフト設定用ウィンドウW6
を呼び出し、次いで、表示画面上でO原子をクリックす
るとともに、そのオフセット値(0.25Å)を入力すると
いった操作を行うことにより、図10の3Dウィンドウ
W4 に示すように、ユニット中心のO原子をz方向に0.
25Å分だけオフセットした3次元の結晶モデルを得るこ
とができる。
後に、結晶の幾何学的情報を表示する旨を入力するとと
もに、目的とする原子をクリック操作により指定するこ
とにより、その目的原子の原子間距離や原子間角度など
が表示器3の画面上に数値で表示される。
表示ウィンドウW1 に表面層L0 のフレームを表示する
ようにしているのは、結晶の表面層は、通常、バルク構
造部に対して原子の結合状態が異なるため、表面層にお
ける原子の配置を第1層目以降の層とは個別に決定でき
るようにするためである。また、その表面層の単位格子
はバルクに較べて大きくなることがあるため、入力する
格子定数を基準として、格子点間距離を例えば20倍程
度にまで拡張することができる。なお、この表面層L0
のモデル作成は、上記した第1層目以降の層のモデル作
成操作の前または後に必要に応じて実行する。
御部2dに、結晶モデルを単位ユニットだけではなく、
複数単位ユニットで表示する機能、また、オペレータの
入力指令に応じて結晶モデルの表示画像の拡大・縮小・
回転する機能などを付加しておいてもよい。
は、低エネルギイオン散乱分光装置のほか、X線回折装
置などの各種の分析装置のシミュレーション計算の際の
結晶入力、あるいは結晶構造を理解させるための物理教
育用として利用することができる。
ル作成表示装置によれば、3次元の結晶構造を、2次元
的に原子が並んだ複数の層から構成されているものと
し、その各層ごとの2次元的な原子の配置と、格子定
数、層間距離並びに層数を入力するだけで、3次元の結
晶モデルを作成・表示することができるので、結晶学等
の専門知識がないオペレータでも、必要とする結晶構造
を簡単に入力することができる。しかも、モデル入力時
には原子を2次元的に配置してゆくといった操作を行う
だけで済むので、結晶を直観的に入力することができ
る。
析分野においては、散乱現象や回折強度をコンピュータ
によりシミュレーションする技術が研究されている。そ
のシミュレーションの方法の一つとして、分析対象とな
る試料の結晶構造のモデルを作成し、その結晶モデルと
イオン(X線)の入射条件等の測定条件を用いてイオン
散乱強度(回折強度)を計算し表示する技術がある。
Claims (1)
- 【請求項1】 入力情報に基づいて3次元の結晶モデル
を作成し表示する装置であって、作成・表示を行う3次
元結晶構造を複数の層に分割して、その各層ごとに2次
元的に並ぶ原子の種類及びその各位置と、それらの層間
距離、層数並びに格子定数を入力するための入力部と、
入力された格子定数と各層ごとの原子種及びその各位置
の情報に基づいて、各層の格子点にそれぞれ原子を配置
して各層ごとの2次元モデルを作成する層モデル作成部
と、この層モデル作成部で得られた各層ごとのモデルデ
ータ及び入力された層間距離と層数に基づいて結晶の3
次元モデルを作成する3次元モデル作成部と、これら二
つのモデル作成部で得られたモデルデータを表示器に表
示する表示制御部を備えていることを特徴とする結晶モ
デル作成表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25297395A JP3541519B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 結晶モデル作成表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25297395A JP3541519B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 結晶モデル作成表示装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0997278A true JPH0997278A (ja) | 1997-04-08 |
JP3541519B2 JP3541519B2 (ja) | 2004-07-14 |
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---|---|---|---|
JP25297395A Expired - Fee Related JP3541519B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 結晶モデル作成表示装置 |
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---|---|
JP (1) | JP3541519B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0959345A2 (en) * | 1998-05-18 | 1999-11-24 | Rigaku Corporation | Diffraction condition simulation device, diffraction measurement system, and crystal analysis system |
US7696991B2 (en) | 2005-06-24 | 2010-04-13 | Rigaku Corporation | Method and apparatus for analyzing twinned crystal |
WO2018025618A1 (ja) * | 2016-07-30 | 2018-02-08 | 株式会社リガク | 物質構造の探索方法とそれに用いるx線構造解析システム |
KR20190080340A (ko) * | 2017-12-28 | 2019-07-08 | 한국세라믹기술원 | 중복 입계를 가진 다결정 그래핀 원자 모델 생성 장치 및 방법 그리고 이를 구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체 |
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JPH0455759A (ja) * | 1990-06-26 | 1992-02-24 | Hitachi Ltd | 結晶構造推定方法及びその装置並びに分子座標生成方法及びその装置 |
JPH04280375A (ja) * | 1991-03-08 | 1992-10-06 | Fujitsu Ltd | 異種結晶の合成装置 |
JPH07131083A (ja) * | 1993-10-29 | 1995-05-19 | Fujitsu Ltd | 空間群決定方法 |
JPH07210582A (ja) * | 1994-01-12 | 1995-08-11 | Toshiba Corp | 材料設計支援システム |
-
1995
- 1995-09-29 JP JP25297395A patent/JP3541519B2/ja not_active Expired - Fee Related
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KR20190080340A (ko) * | 2017-12-28 | 2019-07-08 | 한국세라믹기술원 | 중복 입계를 가진 다결정 그래핀 원자 모델 생성 장치 및 방법 그리고 이를 구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체 |
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JP3541519B2 (ja) | 2004-07-14 |
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