Coherent X-ray diffraction studies of mesoscopic materials

Abstract

This thesis is devoted to three separate projects, which can be considered as independent. First, the dynamical scattering effects in the Coherent X-ray Diffractive Imaging (CXDI) method are discussed. Based on the simulation results, a straightforward method for correction for the refraction and absorption artifacts in the Bragg CXDI reconstruction is suggested. The second part summarizes the results of an Coherent X-ray Diffractive Imaging experiment with a single colloidal crystal grain. A remarkable result is that positions of individual particles in the crystal lattice have been resolved in three dimensions. The third project is devoted to X-ray diffraction experimental studies of structural evolution of colloidal crystalline films upon incremental heating. Based on the results of the analysis a model of structural evolution of a colloidal crystal upon heating on nanoscopic and mesoscopic length scales is suggested.

Diese Arbeit widmet sich drei in sich abgeschlossenen Projekten. Zuerst werden Effekte dynamischer Streuungtheorie in Verbindung mit kohärenter Röntgenbeugungsbildgebung (Coherent X-ray Diffractive Imaging, CXDI) vorgestellt. Im zweiten Teil sind die Ergebnisse eines CXDI Experiments an einem einzelnen kolloidialen Kristallkorn zusammengefasst. Ein wichtiges Resultat stellt die Auflösung von einzelnen Partikeln im drei-dimensionalen Kristallgitter dar. Der dritte Teil umfasst Röntgenbeugungsstudien zur Strukturentwicklung von dünnen kolloidialen Kristallschichten unter steigender Temperatureinwirkung. Auf Basis dieser Studien wird ein physikalisches Model zur Beschreibung von nano- und mesoskopischer Strukturentwicklung unter Temperatureinfluss vorgeschlagen.