Cornelia C. Retsch, Dissertation, Fachbereich Physik der Universität Hamburg, 2001
Schlagwörter: Speckle, Kohaerenz, Roentgen-Intensitaetsfluktuationsspektroskopie, Fluessigkristal, Aerosil
PACS:
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde ein Aufbau zur Röntgen-Intensitätsfluktuationsspektroskopie im Energiebereich von 1 bis 4 keV entwickelt und zum Studium komplexer Probenstrukturen und -dynamiken in einer Aerosil-Flüssigkristall-Dispersion verwendet. Die Vor- und Nachteile eines fokussierenden Aufbaus wurden mit denen eines nichtfokussierenden Aufbaus verglichen und die Auswirkungen von Absorptionskanten auf die Speckle-Eigenschaften untersucht, um die Möglichkeiten der Methode zu erweitern. Obwohl ein Aufbau mit einer fokussierenden Fresnelschen Zonenplatte exzellente räumliche Auflösung und eine erhöhte Flussdichte bieten kann, bringt solch ein Aufbau doch gewöhnlich reduzierten Speckle-Kontrast mit sich. An Absorptionskanten wird der Speckle-Kontrast vom Imaginärteil des Brechungsindexes der Probe dominiert und variiert daher in ähnlicher Weise wie die transmittierte Intensität. Unter Ausnutzung dieser Ergebnisse wurde die Dynamik einer Dispersion aus niedrig konzentriertem Silikat-Aerosil in Oktylzyanobiphenyl (8CB) untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass das bereits beobachtete "cross-over"-Verhalten von 8CB -- Aerosil-Proben in Richtung auf die 3dXY-Universalit„tsklasse als eine Kopplung der Dynamik des Aerosil-Gels an die Dynamik der Direktorfluktuationen im Flüssigkristall verstanden werden kann. Dieses Experiment legt die Schlussfolgerung nahe, dass das Aerosil-Gel diese Direktorfluktuationen widerspiegelt und dämpft, so dass durch das Unterdrücken der Direktorfluktuationen schließlich der Übergang zu einem reinen 3d-XY-System erreicht wird.
X-ray intensity fluctuation spectroscopy was developed in the energy range of 1 to 4 keV and was used to study complex sample structures and dynamics in a liquid-crystal -- aerosil dispersion. The advantages of a focusing versus a nonfocusing setup were explored, and the effects of using x-ray energies near absorption edges were investigated to enhance the capabilities of the method. It was found that even though excellent real space resolution and an increase in flux density can be gained from a Fresnel zone plate focusing setup, this usually comes at the expense of speckle contrast. At absorption edges, the speckle contrast is dominated by the imaginary part of the sample's index of refraction and therefore varies in a way similar to the total transmitted intensity. Employing these results, the dynamics of a dispersion of low-density silica aerosil in octylcyanobiphenyl (8CB) were studied. It was found that the known cross-over behavior of 8CB -- aerosil samples towards the 3d-XY universality class could be understood as the coupling of the aerosil-gel dynamics to the dynamics of the director fluctuations in the liquid crystal. This work indicates that the aerosil-gel mimics and dampens these director fluctuations and thus, by suppressing the director fluctuations, achieves a pure 3d-XY system.