利用运动学衍射理论对暗场X射线显微镜中相干和非相干声子动力学进行成像的形式体系
材料科学
2024-10-11 v1 光学
摘要
暗场X射线显微镜（DFXM）是一种在同步辐射装置上发展的新型X射线成像技术，可沿衍射束成像，实空间分辨率约为100 nm，倒易空间分辨率为。最近在X射线自由电子激光器（XFEL）上实现的DFXM已证明其能够可视化由超快激光激发金属换能器产生的相干GHz声子的实时演化。将此与DFXM可视化位错应变场的能力相结合，使得研究GHz相干声子与位错应变场的相互作用，以及研究由与热声子相互作用导致的相干声子阻尼成为可能。为了对声子-位错相互作用和声子阻尼进行定量分析，需要一个将声子动力学与DFXM测量的应变联系起来的体系。在这项工作中，我们使用运动学衍射理论来模拟金刚石中特定相干声子的DFXM图像，这些声子是由超快激光激发金属换能器产生的。我们将此形式体系扩展到也描述足够高频的非相干声子的成像，这些声子与热输运相关，为DFXM对热漫散射产生的信号进行成像提供了未来的机会。对于相干和非相干声子，我们讨论了实空间、倒易空间和时间的最优采样，以及DFXM光学器件进步带来的机遇。
引用
@article{arxiv.2410.07509,
title = {Formalism to Image the Dynamics of Coherent and Incoherent Phonon with Dark-Field X-ray Microscopy using Kinematic Diffraction Theory},
author = {Darshan Chalise and Yifan Wang and Mariano Trigo and Leora E. Dresselhaus-Marais},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.07509},
year = {2024}
}