02. Profex 사용 예제 (COD 데이터베이스 접근)

저는 학부생이고, 이제 결정학을 배우고 XRD에 대해서 독학하는 중이라 결정학과 XRD에 대한 원리와 이론적인 설명은 하지않습니다. Profex 프로그램의 기능적인 사용법만을 다루는점 양해부탁드립니다.

 

https://www.profex-xrd.org/tutorials/

Tutorials – Profex

이 글은 Profex에서 제공되는 튜토리얼을 현재버전에 맞게 다시 설명하는 글입니다. 큰 차이는 없으니 여기에 직접 들어가셔서 보시는걸 추천드립니다.

 

COD는 오픈소스로 제공되는 결정학 데이터베이스입니다. 보통 XRD에서는 JCPDS라는 카드를 사용하지만 해당 카드는 유료기 때문에 학부생이 쓰기에는 좀 어렵습니다. 그렇기 때문에 Profex에서는 프로그램 자체적으로 COD 데이터베이스를 등록해놓고 접근할수있도록 해놨습니다.

 

COD에 대한 자세한 설명을 알고싶으신분은

https://www.crystallography.net/cod/

Crystallography Open Database

위의 페이지를 참고바랍니다.

 

 

1. COD Database 등록

아래의 링크로 들어갑니다.

COD 데이터베이스를 다운로드 받습니다.

 

Profex 프로그램을 실행하고 상단의 툴바에서 Edit -> Preferences 에 들어가시면 COD Database항목이 있습니다.

 

맨 아래의 COD Database를 선택후, Local COD database에 체크후 폴더버튼을 눌러 아까 다운받았던 파일의 압축 내용물을 지정해주면됩니다.

 

그 후 Apply를 눌러 적용해주시고 OK를 눌러주시면됩니다.

 

2. COD Database 이용

COD에서 원하는 결정자료를 가져오기위해서는 상단의 툴바에서 File -> import Structure File로 접근하시면 됩니다.

 

 

그 뒤에 폴더버튼을 누르고 Rerieve from COD Database를 누르시면되는데, 만약 COD ID를 알고계시다면 아래의 Enter COD IDs를 이용하셔도 무방합니다.

 

그러면 아래의 화면이 뜰텐데, 여기서 원하시는 정보를 입력하셔서 해당하는 COD 데이터를 찾으시면됩니다.

 

찾는 예를 하나 보여드리면 BaTiO3의 합성에 사용되는 TiO2를 찾아보겠습니다.

 

 

Element에 Ti와 O, 구성원소의 갯수는 MAX2 MIN2로 설정해주시면 수없이 많은 정보가 뜹니다. 여기서 제가 원하고자 하는 TiO2에 관한 정도를 찾으려면, 미네랄 이름을 알고있으면 찾을수 있습니다. 또는 결정학적 표기인 헤르만 모긴 표기법을 이용해서도 찾을수있습니다만, 헤르만 모긴 표기법은 그 내용이 워낙 방대해서 이번에는 미네랄 이름으로 찾아보도록 합시다.

 

일반적으로 TiO2에는 anatase와 rutile이 있습니다. 한번 Mineral Name에 넣어서 검색해보도록 하겠습니다.

 

anatase를 넣었는데 이렇게 많은 리스트들이 나옵니다. 여기서 저희가 원하는 정보를 찾아야되는데, 이러한것들이 어떠한 조건에서의 TiO2를 나타내는지 보기위해서는 직접 COD에 들어가서 확인해야됩니다. COD ID를 복사해서

https://www.crystallography.net/cod/search.html

Crystallography Open Database: Search

이 사이트에서 검색합시다. 우선 가장 최근의 3번째, 7206075에 대해서 찾아보죠,

 

 

요약해서 이러한 정보가 나오는데요, 자세히 알고싶다면 논문을 통해서 확인해야됩니다. 그래도 요약한 정보를 대충 읽어보니 나노입자 사이즈의 TiO2를 다룬것같습니다. 저희는 일반적인 입자크기를 찾고있어서, 이건 못쓸것같습니다.

 

 

두번째 자료를 찾아보니 여러온도에서의 anatase 샘플을 조사했고, 해당 데이터는 300도에서의 샘플인것같습니다. 너무 고온이네요. 저희에게 적절한 데이터가 아니니 같은 논문에서 상온데이터를 찾아보도록 합시다.

 

찾아보니 네번째를 사용하면 될것같습니다. 저희가 원하는 상온에서의 anatase샘플이네요.

 

저는 대충 이런식으로 찾았지만, 자신이 필요로 하는 데이터의 목적에 맞게 찾고, 만약 자신이 찾는 데이터가 존재하지 않는다면 기본적으로 제공되는 자료를 자신이 직접 수정할수도 있습니다. 이부분에 대해서는 다음에 기회가 되면 다루도록 하겠습니다. 아무튼 계속해서 이어나가보겠습니다.

 

 

데이터를 체크하고 ok를 누르면 이런 하면이 나옵니다. 데이터를 기반으로 Profex에서 사용하는 BGMN파일의 형식으로 불러온건데요, 각각이 저희가 알고자하는 물질의 물성이나 특성을 나타냅니다. 이에 대한 설명도 차후에 하도록 하겠습니다.

 

이렇게 피크가 확인되면, 이를 저희 프로그램에서 사용하기 위해서 저장을 해줘야합니다.

이 버튼을 누르고, 이름을 지정해주시면됩니다, 저같은경우는 TiO2anatase로 저장해주겠습니다.

 

※파일 이름에 띄어쓰기, 특수문자가 있으면 안됩니다. 오직 대소문자의 영어로만 지정해주세요(권장사항)

또한 str파일 내부에 PHASE와 GOAL에도 특수문자와 띄어쓰기가 있으면 안됩니다.

이것들 때문에 글이 많이 늦어졌습니다. 왜 안되는지 계속 헤매고있었네요.

 

그리고 데이터를 저장했는지 확인할려면 아무 XRD 데이터를 불러오시면 되는데, 불러오는 방법은 아래에서 설명하도록 하고, XRD 데이터가 없으시면 학부수준에서 만들어진 XRD 데이터를 제공해드릴테니, 해당 데이터로 테스트해보시면 되겠습니다. 해당 XRD는 BaTiO3합성을 위해 BaCO3와 TiO2가 혼합된 분말입니다.

O-1.TXT

0.05MB

 

데이터를 불러오는 방법은 Open Raw Scan File을 선택하셔서 제가 올려놓은 파일을 선택하시면 됩니다.

그러면 이렇게 뭔가 있어보이는 화면이 나오는데, 여기서 ± 버튼을 눌러주세요. 이 버튼은 XRD에서 관찰될것으로 예측되는 상들을 추가,삭제해주는 창을 띄워주는 버튼입니다.

맨 위에 저런 파일이 생겼다면, COD에서 데이터를 불러오는데 성공하신겁니다.

 

사실 프로그램에서 기본적으로 제공되는 데이터셋들이 있고, 이러한 데이터셋들을 잘 활용하는것만으로도 XRD 분석은 충분히 수행가능하지만 COD를 이용하는게 더 빠르고 정확하기때문에 소개시켜드렸습니다.

 

다음편은 실제로 이러한 데이터셋들과 자료들을 이용하여 분석하는 방법에 대하여 알아보겠습니다.