【结晶学】JCTC：准周期采样（QPS）方法——让超薄晶体的PXRD模拟变得简单高效

背景：二维材料因独特的性能成为研究热点，但其超薄特性导致传统基于三维周期性的X射线粉末衍射（PXRD）分析方法失效，现有模拟方法存在计算量庞大或效率低下的问题。研究目的：提出一种通用、高效、易操作的准周期采样（QPS）方法，使常规晶体学软件能快速、精确模拟超薄晶体的PXRD图谱，解决其结构解析难题。结论：QPS方法通过将有限厚度的超薄晶体沿垂直方向周期性延拓并添加足够厚的真空层，构建出等效三维周期系统，从而实现高精度模拟。该方法兼容性强、计算效率高（单核1-14秒），与Debye方法结果一致性高（Pearson系数>0.998）。应用案例表明：QPS可利用低角度衍射峰位直接标定金属原子层数，准确模拟2D MOFs中配体占据率对衍射图谱的影响，并能快速指认无机层状材料的层数与晶格畸变，为能源、催化等领域二维材料的设计提供了低成本、高可靠的模拟平台。