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Computing the 3D Radial Distribution Function from Particle Positions: An Advanced Analytic Approach

Titelangaben

Kopera, Bernd A. F. ; Retsch, Markus:
Computing the 3D Radial Distribution Function from Particle Positions: An Advanced Analytic Approach.
In: Analytical Chemistry. Bd. 90 (2018) Heft 23 . - S. 13909-13914.
ISSN 1520-6882
DOI: https://doi.org/10.1021/acs.analchem.8b03157

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Angaben zu Projekten

Projektfinanzierung: Deutsche Forschungsgemeinschaft
VolkswagenStiftung

Abstract

The radial distribution function, g(r), is ubiquitously used to analyze the internal structure of particulate systems. However, experimentally derived particle coordinates are always confined to a finite sample volume. This poses a particular challenge on computing g(r): Once the radial distance, r, extends beyond the sample boundaries in at least one dimension, substantial deviations from the true g(r) function can occur. State of the art algorithms for g(r) mitigate this issue for instance by using artificial periodic boundary conditions. However, ignoring the finite nature of the sample volume distorts g(r) significantly. Here, we present a simple, analytic algorithm for the computation of g(r) in finite samples. No additional assumptions about the sample are required. The key idea is to use an analytic solution for the intersection volume between a spherical shell and the sample volume. In addition, we discovered a natural upper bound for the radial distance that only depends on sample size and shape. This analytic approach will prove to be invaluable for the quantitative analysis of the increasing amount of experimentally derived tomography data.

Weitere Angaben

Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Begutachteter Beitrag: Ja
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Physikalische Chemie I
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Physikalische Chemie I > Lehrstuhl Physikalische Chemie I - Univ.-Prof. Dr. Markus Retsch
Profilfelder > Advanced Fields > Polymer- und Kolloidforschung
Forschungseinrichtungen > Forschungszentren > Bayreuther Institut für Makromolekülforschung - BIMF
Forschungseinrichtungen > Forschungszentren > Bayreuther Zentrum für Kolloide und Grenzflächen - BZKG
Forschungseinrichtungen > Sonderforschungsbereiche, Forschergruppen > SFB 840 Von partikulären Nanosystemen zur Mesotechnologie
Fakultäten
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften
Profilfelder
Profilfelder > Advanced Fields
Forschungseinrichtungen
Forschungseinrichtungen > Forschungszentren
Forschungseinrichtungen > Sonderforschungsbereiche, Forschergruppen
Titel an der UBT entstanden: Ja
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Eingestellt am: 09 Jan 2019 09:34
Letzte Änderung: 09 Jan 2019 09:34
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/46839