调制与缺陷结构在很大程度上影响着材料的性质与功能，通过实验手段重构物质或材料的调制与缺陷结构对阐明其构效关系机制十分重要。实验上通常可利用X射线、中子、电子的衍射和总散射等手段来研究调制与缺陷结构。本书系统性地介绍了调制结构和缺陷结构的实验测试、模型构建与结构精修所涉及的理论与技术，同时也对完美晶体结构研究所需的晶体学基础知识作了必要的介绍，旨在让读者全面了解物质和材料中调制与缺陷结构的分析方法。

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2002.09 – 2006.07 中南大学，无机非金属材料，学士 2006.09 – 2011.07 中科院福建物质结构研究所，无机化学，博士2011.10 – 2014.04 南京大学，物理学，博士后 2014.08 – 2015.09 德国慕尼黑工业大学，无机化学，博士后 2015.11 –2022.12 中科院福建物质结构研究所，副研究员 2023.1 –现在 中科院福建物质结构研究所，研究员国家重大科研仪器研制项目 "材料功能态电子结构的X射线单晶衍射系统"的子课题"材料功能态电子结构功能模块的研制"

目录
序一
序二
前言
第1章 调制与缺陷结构晶体学概述 1
1.1 引言 1
1.2 物质微观结构 2
1.2.1 晶体结构 3
1.2.2 电子结构 5
1.2.3 磁结构 8
1.3 晶格缺陷 10
1.3.1 点缺陷 10
1.3.2 线缺陷 10
1.3.3 面缺陷 11
1.3.4 体缺陷 11
1.3.5 拓扑缺陷 11
1.3.6 孪晶 11
1.3.7 畴 12
1.4 调制与缺陷结构 13
1.4.1 调制结构 13
1.4.2 缺陷结构 15
1.4.3 局域缺陷 17
1.5 调制与缺陷结构的表征手段 17
1.5.1 单晶衍射 20
1.5.2 粉末衍射 21
1.5.3 全散射 22
1.5.4 X射线吸收谱 27
参考文献 29
第2章 完美晶体结构 33
2.1 引言 33
2.2 晶体几何与对称性 33
2.2.1 晶体宏观对称性 33
2.2.2 晶体微观对称性 37
2.2.3 晶系、点群、布拉维格子与空间群 40
2.3 晶体结构分析中的基本计算 49
2.3.1 度量矩阵 49
2.3.2 倒格子 51
2.3.3 基矢变换 54
2.3.4 三斜到直角坐标系变换 56
2.3.5 直角坐标系中的旋转 59
2.3.6 其他晶体学计算 60
2.3.7 结构因子的计算 64
2.3.8 电子密度函数的计算 64
2.4 最小二乘算法 66
2.4.1 线性最小二乘 66
2.4.2 带有限制条件的线性最小二乘 68
2.4.3 非线性非限制最小二乘 69
2.5 单晶结构精修 70
2.6 粉末结构里特沃尔德（Rietveld）精修 72
2.7 X射线衍射方法 74
2.7.1 汤姆孙（Thomson）散射 74
2.7.2 衍射原理 74
2.7.3 电子散射因子 76
2.7.4 原子散射因子 76
2.7.5 温度因子 77
2.7.6 分子或单胞散射因子 78
2.7.7 晶体的衍射 79
2.8 晶体结构解析 87
2.8.1 帕特森（Patterson）函数法 88
2.8.2 直接法 89
2.8.3 电荷翻转法 92
2.8.4 结构补全与精修 93
参考文献 94
第3章 调制结构 95
3.1 引言 95
3.2 三维空间中描述调制结构 96
3.2.1 非周期性序 96
3.2.2 周期性晶体的衍射 101
3.2.3 调制晶体的衍射 104
3.3 多余一个调制矢量 106
3.4 调制结构的超空间描述 107
3.4.1 倒易超空间 108
3.4.2 直超空间 112
3.4.3 原子间距 t图 116
3.4.4 结构因子 119
3.4.5 调制晶体的对称性 120
参考文献 130
第4章 缺陷结构 132
4.1 引言 132
4.2 一维叠层无序 134
4.2.1 衍射强度 134
4.2.2 层对概率与相关系数 135
4.2.3 叠层无序衍射强度的递归算法 138
4.3 生长无序（growth disorder）模型 141
4.3.1 一维占据无序 141
4.3.2 一维位移无序 147
4.3.3 高维占据无序 149
4.3.4 高维位移无序 156
4.3.5 占位和位移缺陷相互作用 159
4.4 伊辛（Ising）模型 161
4.4.1一维最近邻模型 161
4.4.2一维次近邻模型 162
4.4.3 二维模型 164
4.4.4 广义高斯模型 167
4.4.5 占据和位移缺陷相互作用 168
4.5 次晶（paracrystal）无序模型 168
4.5.1 次晶结构特点 168
4.5.2 次晶模型 171
4.5.3 扰晶模型 173
4.5.4 理想次晶 175
参考文献 179
第5章 缺陷序结构的重构算法 181
5.1 引言 181
5.2 遗传算法 182
5.2.1 基本概念 182
5.2.2 算法流程 183
5.2.3 代码实现 184
5.3 差分进化算法 188
5.3.1 基本概念 189
5.3.2 算法流程 190
5.3.3 代码实现 191
5.4 免疫算法 196
5.4.1 基本概念 196
5.4.2 算法流程 197
5.4.3 代码实现 198
5.5 蚁群优化算法 204
5.5.1 基本概念 204
5.5.2 算法流程 205
5.5.3 代码实现 206
5.6 粒子群算法 210
5.6.1 基本概念 210
5.6.2 算法流程 212
5.6.3 代码实现 212
5.7 模拟退火算法 216
5.7.1 基本概念 216
5.7.2 算法流程 217
5.7.3 代码实现 218
5.8 禁忌搜索算法 222
5.8.1 基本概念 222
5.8.2 算法流程 223
5.8.3 代码实现 224
5.9 神经网络算法 229
5.9.1 基本概念 229
5.9.2 应用前景 232
参考文献 232
索引 233