Изучение атомной динамики с помощью когерентного рентгеновского излучения

Диффузия в твердых телах при умеренных температурах — хорошо известное явление. Однако прямых экспериментальных данных об ответственных механизмах атомного масштаба было недостаточно из-за трудностей в исследовании соответствующих масштабов длины и времени. Настоящая диссертация посвящена применению рентгеновской фотонной корреляционной спектроскопии (XPCS) для ответа на такие вопросы. Это признанный метод изучения медленной динамики на масштабах в несколько нанометров. Рассеянная интенсивность в диффузном режиме, т.е. однако, соответствующее атомным расстояниям, очень мало, и поэтому до сих пор считалось невозможным использовать XPCS для этой задачи. В этой работе сообщается о тройном прогрессе: предлагается ряд систем, выбранных для высокой диффузной интенсивности, оптимизируются процедуры обнаружения фотонов и оценки данных, а также устанавливаются теоретические модели для интерпретации результатов. В совокупности эти достижения позволили провести первый успешный эксперимент XPCS атомного масштаба, который выяснил роль предпочтительных конфигураций атомных скачков в сплаве меди и золота. Увеличение доступной интенсивности когерентного рентгеновского излучения вместе с источниками рентгеновского излучения нового поколения откроют широкую область применения этого нового метода.