技术专栏：XRD精修最强辅助之CMPR软件介绍（二）

【引语】

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1 引言

游戏的胜利需要辅助，科研的顺利进行也需要辅助。一个优秀的辅助可以使得我们事半功倍。当我们采用GSAS软件进行XRD精修时，一个有力的辅助就是CMPR软件（图1）。它是美国国家标准与技术研究院中子研究中心的Brian H. Toby用Tck/Tk语言编写的一个免费的处理粉末衍射数据的多功能软件。它可以运行在Windows，Mac OS，Linux以及Unix等多个平台上。CMPR可以用来显示衍射数据，转换粉末衍射文件格式，进行手动/自动指标化，拟合峰形，转出GASA结果以及其他工作。鉴于其简单，易学以及实用的特点，本文就和大家一起来学习一下CMPR软件。

图1 CMPR软件

2 安装介绍

首先为大家介绍CMPR软件的安装过程，本文以Windows系统为例。

A 下载相应电脑系统的CMPR软件安装包，地址如图2中的二维码所示；

图2 CMPR下载地址

B 选择下载cmpr_win_static.zip文件；

图3 选择cmpr_win_static.zip文件下载

C 将压缩包在任意磁盘下的任意位置解压（该位置最好不要含有中文或者空格），双击StartCMPR.bat即可运行程序；

图4 CMPR软件的启动图标

 D 创建快捷方式并更改图标：右击StartCMPR.bat，选择创建快捷方式，然后移动到桌面，右击快捷方式选择属性并更改图标，然后选择解压出来的文件中的cmpr.ico图标文件就可得到如图5(c)所示的快捷方式了。

图5 创建快捷方式并更改图标

3 软件界面简介

打开软件后的界面如图6所示，它可以分为两个部分。一个是主程序窗口，用来进行控制和操作，一个是绘图窗口，用来显示衍射结果图形。其中，主程序窗口主要由菜单栏和各个功能区构成，通过在各个功能区之间切换就可以实现各种不同的功能。

图6 CMPR软件界面

4 CMPR在XRD精修中的作用

4.1 转换数据格式

CMPR几乎可以读取所有类型的XRD数据，并将其转换为其他格式的数据，以便操作者使用，下面重点介绍一下将XRD衍射数据转换为GSAS支持的“.gsas”文件的操作方法。

A 读取数据。如图7所示，第1步选择读取Read模块，第2步是选择文件类型，第3步是选择所需文件，数据读入后就会在绘图窗口显示处衍射图。CMPR支持的文件类型如图8所示。如果没有你需要的类型，如图9所示，只需要将你的XRD数据复制到一个空白txt文件里面（只复制2theta和intensity两列），然后重命名为.dat文件，最后选择读取格式为XY data (ascii)即可顺利读取。

图7 读取数据模块

图8 CMPR支持的可以直接读取的文件格式

图9 将XRD数据复制到XXX.txt文件里面并命名为XXX.dat

B 转换数据。如图10所示，选择Write选项卡，然后选择文件，随后第3步选择文件格式为Simple gsas with esds (.gsas)，然后选择文件位置，最后点击Write Selected Datasets，这时会弹出文件创建成功的对话框（如图11）。可以看到，CMPR可以进行多种数据格式的转换操作。

图10 转化数据格式

图11 转换完成对话框

4.2 转换输出GSAS精修结果

CMPR还可以用来读取GSAS的.exp文件，并将精修数据输出为可用Excel打开的.csv文件。主要操作过程如下所示。

A 如图12所示，打开CMPR，读取.exp文件；

图12 读取.exp文件

B 转到Write功能，选择某一个或者全部的文件（步骤2），然后选择输出文件格式为.csv（步骤3），选择文件夹后点击Write Selected Datasets即可输出文件。

图13 输出精修结果

5 CMPR的其他功能

除了上面所介绍的功能，我们还可以利用其它功能选项卡来完成其它的工作，现对其中的一些功能进行简要的介绍。

5.1 Plot绘图功能

该功能主要用于查看导入的数据。通过Plot选项卡，可以将导入的数据进行绘图，一般情况下，软件会自动对最近导入的数据进行绘图，如果需要选择绘图的数据，只需要在Plot选项卡下选择所需绘图数据，然后点击Update Plot即可在绘图窗口查看图形。在绘图窗口上使用左键绘制矩形窗口即可实现放大，右击即可恢复。此外，在英文输入法的状态下，按“L”即可显示出数据读取光标。

5.2 Rescale功能

在Rescale功能区可以控制X轴和Y轴的坐标单位，从而以不同的方式来显示XRD数据。此外还可以进行放大以及偏移的调整。

图14 Rescale功能

5.3 进行峰形参数的拟合

采用CMPR软件中的Fit和FitWidths功能还可以进行峰形参数拟合，从而得到GSAS精修的初始U, V, W, LX和LY。

5.4 进行指标化工作

衍射线的指标化就是标定衍射线的指数。在Index选项卡可以进行指标化工作。它共包含3个自动指标化软件：ITO，TREOR和DICVOL。它们可以用来进行查找单位晶胞并对衍射峰进行指标化。除了CMPR，也可以采用CRYSFIRE软件来进行自动指标化工作。

如果大家使用了该软件，请在工作中引用软件制作者Brian Toby的文章：Toby, B. H. (2005). "CMPR - a powder diffraction toolkit," Journal of Applied Crystallography 38, 1040-1041，该软件的作者人很好，大家有什么问题也可以通过邮件联系他老人家（brian.toby@anl.gov）。

附：出于总结，交流，学习的目的，本文尽可能详细的对CMPR软件进行了介绍，希望能让初学者尽快了解该软件的使用，并希望热心的学习者和广大网友能够进行分享传递。尽管本文作者已经尽心考究，但难免存在错漏之处，欢迎大家指出交流，作者感激不尽。

—本文完—

往期回顾：

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本文由材料人专栏作者王博雅供稿，编辑部编辑。

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