RIETAN-FP・VENUS システム配布ファイル

我々は粉末X線・中性子回折データを解析し、得られた結果や電子状態計算結果を三次元可視化するためのプログラムを開発し、それらの著作物をインターネット上で無償公開することにより構造解析・可視化技術の振興に資するとともに、我々の研究成果を社会に還元しています。研究環境の格差是正にも貢献できるでしょう。本 Web ページでは、マニュアル、プログラム、実行例、RIETAN-FP・VENUS 統合支援環境などを含む Windows・macOS 用アーカイブファイルを公開しています。なお、VENUS システムのメンバーの内、更新頻度が比較的高い VESTA は同梱していません。

1. RIETAN-FP・VENUS システムの概要

本システムは以下に列挙するプログラム、マクロ (Windows: 秀丸マクロ *.mac、mac OS: AppleScript *.scpt)、bash スクリプト (*.command) を主要コンポーネントとして含んでいます。Fortran プログラムはすべて64ビット・アプリケーションです。Windows 用シェルスクリプトは軽量 Linux ツール群 BusyBox をバックエンドに使います。

  1. リートベルト法、パターン分解、MPF (MEM-based Pattern Fitting) に使える多目的パターンフィッティング・システム RIETAN-FP 3.12
  2. *.cif 中の結晶データを RIETAN-FP 用入力ファイル *.ins に導入する cif2ins
  3. 複数相の *.ins から多相リートベルト解析用入力ファイル multi_phase.ins を作成する combins
  4. *.lst + *.dst → *.cif 変換ユーティリティー lst2cif
  5. lst2cif で得られた *.cif を LaTeX 文書ファイル *.tex に変換してから結晶構造に関する報告書 *-report.pdf として組版する cif2pdf
  6. L-BFGS アルゴリズムを実装した最大エントロピー法 (MEM) プログラム Dysnomia
  7. RIETAN-FP と Dysnomia を MPF 解析エンジンとするシェルスクリプト MPF_multi
  8. パターン分解で求めた重畳反射の構造因子を改善しうる最大エントロピー・パターソン(MEP)法プログラム ALBA
  9. フーリエ法によるマーデルング・エネルギーとサイト・ポテンシャルの計算プログラム MADEL
  10. 指定元素の異常分散補正項の実部 f ′ と虚部 f ′′、質量減衰係数 μm の波長依存性をグラフ化するユーティリティー xdc
  11. RIETAN-FP 用入力ファイル hoge.ins 中の文字列を一部置換したリートベルト解析を逐次実行する外回り計算用シェルスクリプト sda
  12. RIETAN-FP や周辺ソフトとの密接な連携を念頭に開発され、世界レベルの普及を果たした三次元可視化システム VESTA

RIETAN-FP は比較的軽いソフトなので、CPU に対する負荷が高い並列処理を控えました。ノート PC 上でも他のプログラムを使いながら余裕をもって動かせます。一方、実行に時間がかかる Dysnomia では並列計算を徹底しています。

RIETAN-FP・VENUS システムでは CIF 関係のツール(lst2cif, cif2ins, cif2pdf, E2J, Typeset など)が充実しています。cif2pdf と E2J は解析結果から英文・和文の LaTeX 文書を自動作成します。解析パターンや結晶模型はもとより電子密度分布までキャプション付きで図示できる会心作です。今や世界レベルの普及を果たした VESTA は CIF の入出力だけでなく、様々な形式のファイルへの変換やシェルや python のスクリプトによる外部制御にも使えます。本システム外ではありますが、cifconv は CIF を多相リートベルト解析用入力ファイル、固溶・欠損サイトを含む不定比化合物をモデル化した誘導構造の CIF、VASPQuantum ESPRESSO などの入力ファイルに変換可能です。元素の酸化数を与えれば、全サイトの bond valence sum とサイト・ポテンシャルが得られます。

Dysnomia は情報エントロピー最大の解を導き出せます。他の国産 MEM 解析プログラムが採用している ZSPA アルゴリズムは MEM の厳密解に到達する能力を持ち合わせておらず、もはや存在意義を失ったといって過言でありません。しかも MPF 解析では MEM・リートベルト解析を交互に繰り返すことによりリートベルト解析結果寄りのバイアスを最小化した電子・散乱長密度分布を求められます。MPF_multi は σ(|Fo|) を指示通りに調節した複数組の MPF 解析を自動実行するためのラッパーとしての役割を果たします。もちろん MPF 解析終了後には VESTA で電子・散乱長密度を 3D 可視化できます。

2. ドキュメンテーション

RIETAN-FP・VENUS システムをインストールする前に、まずはアーカイブファイル

をダウンロード・解凍してください。RIETAN-FP・VENUS システムの中核部分 RIETAN_VENUS フォルダー内のサブフォルダー documents と同じものです。英文・和文を問わず、すべて LuaLaTeX で組版しました。

documentsフォルダー中の全 PDF ファイルは詳細を極めており、RIETAN-FP・VENUS システムの使用にあたり必要となる情報のほぼすべてを網羅しています。無料講習会用チュートリアル(Win_exercise.pdf, Mac_exercise.pdf, RIETAN_VESTA_cooperation.pdf)がそのまま収められています。

Windows 版の場合は Readme_Win.pdf を、macOS 版の場合は Readme_Mac.pdf をインストール前に通読してください。両 PDF ファイルにはサードパーティー製ソフトと RIETAN-FP・VENUS システムの連携を可能にするインストール法が詳述されています。RIETAN-FP や Dysnomia などの使用にあたっては「粉末X線解析の実際」第3版(朝倉書店)の併読を推奨します。

3. インストール時の注意事項

RIETAN-FP・VENUS システムの旧バージョンをインストールずみの時は、下記のアーカイブファイル中のアンインストーラーによりアンインストールしてください。

過去13回開催してきた無料講習会「RIETAN-FP・VENUS システムと外部プログラムによる粉末構造解析」の参加者に配付したファイルでインストールしたコンテンツはアンインストールする必要ありません。あくまで下記の配付ファイルに含まれるアンインストーラーだけお使い下さい。さもないと、サードパーティー製ソフトが削除されてしまいます。

4. Windows 用アーカイブファイル

を C:¥Users¥(ユーザー名) 以下の階層で解凍した後、Readme_Win.pdf に記されている手続きに従って64ビット Windows 7/8/8.1/10 機にインストールしてください。

Windows 用 RIETAN-FP・VENUS 統合支援環境は64ビット版の秀丸エディタに組み込むことを念頭に置いて開発しました。Windows ユーザーは64ビット版 Windows(Windows 7以降)の PC に秀丸エディタをインストールしておく必要があります。秀丸エディタはシェアウェアですが、登録を促すダイアログが出るのを我慢すれば、機能制限なしで無期限に試用できます。

5. macOS 用アーカイブファイル

を /Users/(ユーザー名) 以下の階層に置いてからダブルクリックすると、macOS_versions という仮想ディスクドライブがマウントされます。Readme_Mac.pdf に記載されている手続きに従ってインストールしてください。

macOS 用 RIETAN-FP・VENUS 統合支援環境は Jedit Ω pro (Web 版)上で動作します。App Store 版での動作は保証しません。無料版の Jedit Ω を利用すると、一部の便利な機能が使えなくなります。macOS 10.12 Sierra 以降を推奨します。

CPU・GPU コアやメモリーなどを内蔵するシステム・オ ン・チップ (SoC) M1 を搭載する Mac (macOS 11 Big Sur) 上で、RIETAN-FP, Dysnomia, VESTA などが Rosetta 2 の助けを借りて正常に実行できることを確認しました。

6. 無サポート、無保証、免責、論文引用の義務

本 Web ページで配付するソフトウェアは、それらのマニュアルに明記されている使用許諾条件を遵守する限り自由に利用できます。ただし、バグ対応を除き無償サポートサービスは提供せず、なおかつそれらの利用により生じた障害と損害には一切責任を負いません。

RIETAN-FP で得られた解析成果を論文や解説として発表する際には次の論文を必ず引用してください。

VESTA で作成したイメージを論文や解説などで使う場合、次の論文を引用する義務があります。

License agreement を無視し、上記論文を引用せずに済ますという不正行為が後を絶ちません。契約条項を遵守するようお願いします。

7. 参考文献

別ページに列挙しました。