SammanfattningSyfte:Syftet med studien är att få fram information om hur kristallstrukturen i högtranslucent Y-TZP påverkas av åldrande i vatten vid låga temperaturer jämfört med ett traditionellt Y-TZP material och hur det i sin tur påverkar böjhållfastheten. Material och metod: 16 provkroppar skapades i två högtranslucenta Y-TZP-material samt åtta provkroppar i ett traditionellt Y-TZP-material. Provkropparna utformades enligt ISO-standard:6872, med måtten 20x4x2 mm och en avfasning på 45o på långsidorna. Provkropparna genomgick en termocykling på 10 000 cykler vid 5°C ±2oC respektive 55°C ±2oC. Därefter utsattes provkropparna för ett 3-punktböjhållfasthetstest och en röntgendiffraktion (XRD) för att undersöka skillnaderna i övergången från tetragonal till monoklin fas.Resultat: Resultatet visade att det finns en signifikant skillnad (p = 0,000) i böjhållfastheten mellan grupperna. Resultaten från röntgendiffraktionen visade på att ingen signifikant skillnad (p = 0,260) fanns mellan grupperna. Inget statistiskt signifikant samband (p = 0,285) kunde ses mellan ökad monoklin fas och minskad böjhållfasthet.Slutsats:Böjhållfasthet hos högtranslucent Y-TZP-material påverkas mer av ett termocykliskt åldrande i vatten jämfört med ett traditionellt Y-TZP-material. Efter termocykliskt åldrande i vatten, kan monoklin kristallstruktur i högtranslucent T-TZP och traditionell Y-TZP påvisas. Det fanns inget statistiskt signifikant samband mellan minskad böjhållfasthet och ökad mängd monoklin fas.

Within the course of this thesis, I have investigated the complex interplay between electron and lattice dynamics in nanostructures of perovskite oxides. Femtosecond hard X-ray pulses were utilized to probe the evolution of atomic rearrangement directly, which is driven by ultrafast optical excitation of electrons. The physics of complex materials with a large number of degrees of freedom can be interpreted once the exact fingerprint of ultrafast lattice dynamics in time-resolved X-ray diffraction experiments for a simple model system is well known. The motion of atoms in a crystal can be probed directly and in real-time by femtosecond pulses of hard X-ray radiation in a pump-probe scheme. In order to provide such ultrashort X-ray pulses, I have built up a laser-driven plasma X-ray source. The setup was extended by a stable goniometer, a two-dimensional X-ray detector and a cryogen-free cryostat. The data acquisition routines of the diffractometer for these ultrafast X-ray diffraction experiments were further improved in terms of signal-to-noise ratio and angular resolution. The implementation of a high-speed reciprocal-space mapping technique allowed for a two-dimensional structural analysis with femtosecond temporal resolution. I have studied the ultrafast lattice dynamics, namely the excitation and propagation of coherent phonons, in photoexcited thin films and superlattice structures of the metallic perovskite SrRuO3. Due to the quasi-instantaneous coupling of the lattice to the optically excited electrons in this material a spatially and temporally well-defined thermal stress profile is generated in SrRuO3. This enables understanding the effect of the resulting coherent lattice dynamics in time-resolved X-ray diffraction data in great detail, e.g. the appearance of a transient Bragg peak splitting in both thin films and superlattice structures of SrRuO3. In addition, a comprehensive simulation toolbox to calculate the ultrafast lattice dynamics and the resulting X-ray diffraction response in photoexcited one-dimensional crystalline structures was developed in this thesis work. With the powerful experimental and theoretical framework at hand, I have studied the excitation and propagation of coherent phonons in more complex material systems. In particular, I have revealed strongly localized charge carriers after above-bandgap femtosecond photoexcitation of the prototypical multiferroic BiFeO3, which are the origin of a quasi-instantaneous and spatially inhomogeneous stress that drives coherent phonons in a thin film of the multiferroic. In a structurally imperfect thin film of the ferroelectric Pb(Zr0.2Ti0.8)O3, the ultrafast reciprocal-space mapping technique was applied to follow a purely strain-induced change of mosaicity on a picosecond time scale. These results point to a strong coupling of in- and out-of-plane atomic motion exclusively mediated by structural defects. / Im Rahmen dieser Arbeit habe ich mich mit den komplexen Wechselwirkungen zwischen Elektronen- und Gitterdynamik in oxidischen Perowskit-Nanostrukturen beschäftigt. Dazu wurden verschiedene Proben mit intensiven, ultrakurzen Laserpulsen angeregt. Um die zeitliche Entwicklung der induzierten atomaren Umordnung zu untersuchen, wurden Femtosekunden-Pulse harter Röntgenstrahlung genutzt. Zunächst wurde die ultraschnelle Gitterdynamik in einfachen Modellsystemen mit zeitaufgelösten Röntgendiffraktionsexperimenten untersucht, um im Anschluss ähnliche Experimente an komplexeren Materialien mit mehreren Freiheitsgraden interpretieren zu können. Die Bewegung der Atome in einem Kristall kann über Anrege-Abtast-Verfahren direkt mit gepulster, harter Röntgenstrahlung gemessen werden. Die Dauer der Röntgenpulse muss dafür einige hundert Femtosekunden kurz sein. Um diese ultrakurzen Röntgenpulse zu erzeugen, habe ich eine lasergetriebene Plasma-Röntgenquelle aufgebaut. Der Aufbau wurde um ein stabiles Goniometer, einen zweidimensionalen Röntgendetektor und einen kryogenfreien Kryostat erweitert und in Bezug auf das Signal-zu-Rausch-Verhältnis und die Winkelauflösung optimiert. Durch die Entwicklung einer schnellen Methode zur Vermessung des reziproken Raums konnte erstmals an solch einer Quelle eine zweidimensionale Strukturanalyse mit Femtosekunden-Zeitauflösung realisiert werden. Die Anregung und Ausbreitung von kohärenten Phononen habe ich in optisch angeregten Dünnfilm- und Übergitterstrukturen untersucht. Eine entscheidende Rolle spielen dabei metallische SrRuO3 Schichten. Durch die quasi-instantane Kopplung des Gitters an die optisch angeregten Elektronen in SrRuO3 wird ein räumlich und zeitlich wohldefiniertes Druckprofil erzeugt. Dadurch kann der Einfluss der resultierenden kohärenten Gitterdynamik auf die zeitaufgelösten Röntgendiffraktionsdaten im Detail verstanden werden. Beobachtet wurde z.B. das Auftreten einer transienten Aufspaltung eines Bragg-Reflexes bei Dünnfilm- und Übergitterstrukturen aus SrRuO3. Außerdem wurde eine umfangreiche Simulationsumgebung entwickelt, mit deren Hilfe die ultraschnelle Dynamik und die dazugehörigen Röntgendiffraktionssignale in optisch angeregten eindimensionalen Kristallstrukturen berechnet werden können. Der von mir entwickelte experimentelle Aufbau sowie das Simulationspaket zur Datenanalyse und -interpretation wurden anschließend für die Untersuchung kohärenter Phononen in komplexeren Materialsystemen eingesetzt. Im Speziellen konnte ich in multiferroischem BiFeO3 eine stark lokalisierte Ladungsträgerverteilung nach einer optischen Femtosekunden-Anregung nachweisen. Sie ist die Ursache für einen quasi-instantanen und räumlich inhomogenen Druck, der die kohärenten Phononen in einem dünnen Film dieses Multiferroikums erzeugt. Außerdem habe ich die ultraschnelle Vermessung des reziproken Raums angewendet, um eine verzerrungsinduzierte Veränderung der Mosaizität in einem strukturell unvollkommenen Film aus ferroelektrischem Pb(Zr0.2Ti0.8)O3 zu verfolgen. Die Ergebnisse deuten auf eine ausschließlich durch strukturelle Defekte vermittelte Kopplung der atomaren Bewegungen parallel und senkrecht zur Flächennormalen des Filmes hin.

The interplay between different self-organized electronically ordered states and their relation to unconventional electronic properties like superconductivity constitutes one of the most exciting challenges of modern condensed matter physics. In the present thesis this issue is thoroughly investigated for the prototypical layered material 1T-TaS2 both experimentally and theoretically. At first the static charge density wave order in 1T-TaS2 is investigated as a function of pressure and temperature by means of X-ray diffraction. These data indeed reveal that the superconductivity in this material coexists with an inhomogeneous charge density wave on a macroscopic scale in real space. This result is fundamentally different from a previously proposed separation of superconducting and insulating regions in real space. Furthermore, the X-ray diffraction data uncover the important role of interlayer correlations in 1T-TaS2. Based on the detailed insights into the charge density wave structure obtained by the X-ray diffraction experiments, density functional theory models are deduced in order to describe the electronic structure of 1T-TaS2 in the second part of this thesis. As opposed to most previous studies, these calculations take the three-dimensional character of the charge density wave into account. Indeed the electronic structure calculations uncover complex orbital textures, which are interwoven with the charge density wave order and cause dramatic differences in the electronic structure depending on the alignment of the orbitals between neighboring layers. Furthermore, it is demonstrated that these orbital-mediated effects provide a route to drive semiconductor-to-metal transitions with technologically pertinent gaps and on ultrafast timescales. These results are particularly relevant for the ongoing development of novel, miniaturized and ultrafast devices based on layered transition metal dichalcogenides. The discovery of orbital textures also helps to explain a number of long-standing puzzles concerning the electronic self-organization in 1T-TaS2 : the ultrafast response to optical excitations, the high sensitivity to pressure as well as a mysterious commensurate phase that is commonly thought to be a special phase a so-called “Mott phase” and that is not found in any other isostructural modification.

Das Peptid Amyloid-beta wird seit vielen Jahren mit der Alzheimer''schen Demenz in Verbindung gebracht, aber die Verbindung zwischen dem Peptid und der Herkunft der Symptome bleibt unklar. Eine neue Hypothese besagt, dass Wechselwirkungen von Mono- oder Oligomeren des Amyloid-beta mit neuronalen Zellmembranen zu Veränderungen der Membran-Doppelschichtsruktur führen und Störungen dynamischer Prozesse in den Membranen verursachen können. Mit Methoden der Röntgen- und Neutronenstreuung wurden die Struktur und Dynamik von Modellmembranen und Änderungen durch den Einfluss des Peptids Amyloid-beta auf die Modellmembranen untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass Monomere des Peptidfragments Amyloid-beta 22-40 in anionische Lipidmembranen eingebaut werden. Mittels quasielastischer-inkohärenter Neutronenstreuung wurde die Dynamik von Lipidmembran untersucht. Ein Anteil von 1,5 mol % Amyloid-beta 22-40 in einer Lipidmembran bei 30°C verursacht eine Verringerung der Diffusionskoeffizienten sowohl der Schwerpunktbewegung der Lipide im ns-Bereich als auch der Dynamik der Fettsäurereste im ps-Bereich. Andererseits wird in der Gelphase der Lipidmembran bei 15°C ein Anstieg der Diffusionskoeffizienten beider Prozesse beobachtet. Eine Serie von Lipidproben mit unterschiedlichem Cholesteringehalt und eingelagerten Peptiden Amyloid-beta 1-42 und Amyloid-beta 22-40 wurde Mittels Röntgendiffraktion charakterisiert. Für das Peptid Amyloid-beta 22-40 wurden zwei Positionen gefunden, eine auf der Oberfläche der Membran, eine zweite in der Membran eingelagert. Das Peptid Amyloid-beta 1-42 ist teilweise in die Membran eingelagert und ist in einer 40 mol % Cholesteringehaltige Membrane durch eine einzelne Position modelliert. Zusätzlich wird der Entwurf und die Inbetriebnahme der BerILL Feuchtekammer beschrieben. / The peptide amyloid-beta has long been associated with Alzheimer’s disease; however the link between the peptide and the origin of symptoms is poorly understood. An emerging hypothesis is that monomeric and oligomeric forms of the peptide interact with neuronal membranes, resulting in perturbations in the bilayer structure and in the dynamic processes which take place in the bilayer. Using X-ray and neutron scattering techniques, the structure and dynamics of model lipid membranes and the changes which arise in the presence of amyloid-beta peptide fragments have been studied. Monomers of the peptide fragment amyloid-beta 22-40 were found to intercalate into an anionic lipid bilayer. Through quasi-elastic neutron scattering, dynamics of bilayer lipids were observed. The presence of 1.5 mol % of the peptide results in a decrease in the diffusion coefficients for lipid centre of mass motion on the nanosecond time-scale, as well as for the lipid tail dynamics on the picosecond scale at 30°C. On the other hand, in the gel-phase of the lipid, at 15°C, an increase in the diffusion coefficients for both of these processes was observed. A series of samples with various cholesterol content and either the amyloid-beta 22-40 peptide fragment or the amyloid-beta 1-42 full length peptide was characterized using X-ray diffraction. The amyloid-beta 22-40 peptide was found to populate two positions, on the surface and embedded in the bilayer. The amyloid-beta 1-42 peptide embeds itself into the membrane, and is modelled by a single population for high cholesterol levels (40 mol % cholesterol). In addition, the design and commissioning of the BerILL humidity chamber, a sample environment with precise temperature and humidity control compatible with neutron scattering experiments is presented.

Hedeby Hochburg, borgen i Hedeby, har fått förhållandevis lite uppmärksamhet, jämfört med själva samhället i Hedeby. Utgrävningen från 2012 har dock väckt ett intresse, med ett antal frågor som behöver besvaras. I denna uppsats analyseras jordprover som samlats under utgrävningen, för att se om de kan visa något om den kronologiska relationen mellan borgvallen och gravarna i borgen. Tre metoder användes, FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy), röntgendiffraktion (XRD) och röntgenfluorescens (XRF). Resultaten från XRF och XRD visar på en rumslig relation mellan minst en av vallens konstruktionsfaser och nedsänkningen i ett lager innanför vallen. Relationen med gravarna är inte tydlig än, och analysen gav inga kronologiska ledtrådar. Resultatet kan användas som hypotes för vidare prövning i framti

This thesis project aims to develop an innovative technique for the production of high-purity uranium nitride (UN) through the ammonolysis of fluorides. The desired objective is to perform a controlled gas/gas reaction between uranium hexafluoride (UF6) and ammonia (NH3) at 800°C. The intermediate product thereby obtained (uranium dinitride, UN2) is subjected to further heating up to 1100°C under argon atmosphere, to ultimately produce UN. An inherent challenge faced in previous experiments was related to the dissociation of ammonia, which is alimiting factor for upscaling. Therefore, in this project a new setup is invented to address this challenge and it is proved experimentally: the idea is to achieve a coaxial laminar flow of UF6 and a carrier gas, where a central stream of the former is shielded by the latter so that the tworeacting gasses mix only in the hot point of the furnace, where the desired reaction can happen. To implement this approach, the ammonia dissociation has been studied, an apparatus for the controlled evaporation of UF6 has been designed and built, and two different injection nozzleshave been tested in different setup configurations. Eventually, the complete prototype has been tested altogether in a synthesis experiment at 800°C, and the products thus obtained have been converted into UN at 1100°C. Numerous auxiliary experiments have been performed using UF4as a reactant, as it is easier to handle and the results thus obtained can be largely extended to UF6. Lastly, a UF4 synthesis experiment has been performed, as educationally helpful to further dig into some chemistry features of this material, and a UN pellet has been sintered with Spark Plasma Sintering (SPS). / Detta examensarbete syftar till att utveckla en innovativ teknik för framställning av urannitrid (UN) med hög renhet genom ammonolys av fluorider. Målsättningen med arbetet är att utföra en kontrollerad gas/gasreaktion mellan uranhexafluorid (UF6) och ammoniak (NH3) vid 800°C. Den därigenom erhållna mellanprodukten (urandinitrid, UN2) värms därefter upp till 1100°C i en argonatmosfär, för att slutligen producera UN. En utmaning i tidigare experiment var relaterat till dissociationen av ammoniak, vilket är en begränsande faktor för uppskalning av processen. För att möta denna utmaning utvecklas därför en ny process i detta projekt och den bevisas experimentellt. Tanken är att skapa ett koaxiellt laminärt flöde bestående av UF6 och en bärgas, där en central ström av den första är avskärmad av det senare så att de två reagerande gaserna enbart blandas i ugnens heta zon, där den önskade reaktionen sker. För att implementera denna metod så har ammoniakdissociationen studerats, en apparat för kontrollerad avdunstning av UF6 har designats och byggts, och två olika insprutningsmunstycken har testats i olika konfigurationer. Den kompletta prototypen har testats i sin helhet med ett syntesexperiment vid 800°C, och produkterna som erhållits har konverterats till UN vid 1100°C. Ett flertal hjälpexperiment har utförts med UF4 som reaktant, eftersom den är enklare att hantera, och de erhållna resultaten kan till stor del utvidgas till UF6. Slutligen har ett UF4-syntesexperiment genomförts för att som ett pedagogiskt hjälpmedel ytterligare studera vissa kemiska egenskaper hos detta material. En UN-pellet har sintrats med starkströmsassisterad varmpressning (eng. Spark Plasma Sintering, SPS).

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The interplay between different self-organized electronically ordered states and their relation to unconventional electronic properties like superconductivity constitutes one of the most exciting challenges of modern condensed matter physics. In the present thesis this issue is thoroughly investigated for the prototypical layered material 1T-TaS2 both experimentally and theoretically. At first the static charge density wave order in 1T-TaS2 is investigated as a function of pressure and temperature by means of X-ray diffraction. These data indeed reveal that the superconductivity in this material coexists with an inhomogeneous charge density wave on a macroscopic scale in real space. This result is fundamentally different from a previously proposed separation of superconducting and insulating regions in real space. Furthermore, the X-ray diffraction data uncover the important role of interlayer correlations in 1T-TaS2. Based on the detailed insights into the charge density wave structure obtained by the X-ray diffraction experiments, density functional theory models are deduced in order to describe the electronic structure of 1T-TaS2 in the second part of this thesis. As opposed to most previous studies, these calculations take the three-dimensional character of the charge density wave into account. Indeed the electronic structure calculations uncover complex orbital textures, which are interwoven with the charge density wave order and cause dramatic differences in the electronic structure depending on the alignment of the orbitals between neighboring layers. Furthermore, it is demonstrated that these orbital-mediated effects provide a route to drive semiconductor-to-metal transitions with technologically pertinent gaps and on ultrafast timescales. These results are particularly relevant for the ongoing development of novel, miniaturized and ultrafast devices based on layered transition metal dichalcogenides. The discovery of orbital textures also helps to explain a number of long-standing puzzles concerning the electronic self-organization in 1T-TaS2 : the ultrafast response to optical excitations, the high sensitivity to pressure as well as a mysterious commensurate phase that is commonly thought to be a special phase a so-called “Mott phase” and that is not found in any other isostructural modification.

Efterfrågan på bättre och mer hållbart material ökar. Mer effektivt material kommer att behövas för att möta den ökande, globala efterfrågan. Hybrida organiska-oorganiska material är en typ av material som har varit av stort intresse nyligen, och kan beskrivas som en typ av material som består av både organiska och oorganiska komponenter. Denna avhandling har fokuserat på hybrida organiska-oorganiska material inspirerade av den klassiska perovskitstrukturen ABX3, där komponent A är en organisk katjon, komponent B är en divalent metalkatjon och komponent X är en anjon. Hybrida organiska-oorganiska material som är utgår från den klassiska perovskitstrukturen kan ha olika funktionella egenskaper och en bred variation av tänkbara applikationer. Några exempel på dessa egenskaper och möjliga applikationer inkluderar god fotokonduktivitet för solceller, utmärkt emissionsegenskaper för ljusdioder och justerbara dielektriska egenskaper för elektroniska växlar och sensorer.  De fysiska egenskaperna av det hybrida organiska-oorganiska materialet beror på kristallstrukturen av materialet, som i sig bestäms av valet av komponenter. På grund av de många möjligheter av organiska och oorganiska komponenter så finns det möjlighet att syntetisera helt nya hybrida organiska-oorganiska föreningar som kan ha nya eller förbättrade fysiska egenskaper.  Nuvarande hybrida organiska-oorganiska material som utgår från perovskitstrukturen använder huvudsakligen bly som divalent metalkatjon, och det beror på att den ger den bästa funktionella effekten. Blys toxicitet är dock en stor nackdel för nuvarande blybaserade hybrid oorganiska material. Möjligheten att ersätta bly med en annan divalent metall har undersökts under detta projekt. I denna avhandling så har den organiska katjonen cyclohexylammonium (CHA) varit i fokus som den organiska komponenten. Målet med detta examensarbete var att designa, syntetisera och karakterisera nytt hybrid organisk-oorganiskt material. De hybrida organiska-oorganiska föreningarna CHAZnBr3 och (CHA)2ZnBr4 syntetiserades för den första gången, så vitt författaren vet, och kommer vara i fokus i denna avhandling. De två nya hybrida organiska-oorganiska föreningarna blev strukturellt karakteriserade med X-ray Diffraction (XRD) och termiskt karakteriserade med Thermal Gravimetric Analysis (TGA) och Differential Scanning Calorimetry (DSC).  Den första föreningen, CHAZnBr3, kunde bestämmas att vara ortorombisk vid 298 K. Föreningen bestämdes vara termisk stabil upp till 490 K, och genomgår en fasövergång vid 445 K. Den andra föreningen, (CHA)2ZnBr4, kunde inte bestämmas strukturellt vid varken 100 K eller 298 K. Föreningen bestämdes vara termisk stabil upp till 490 K, och genomgår en fasövergång vid 230 K. Ytterligare karakterisering krävs för att bättre förstå egenskaperna hos dessa föreningar och deras möjliga användningsområden. / The demand for better and more sustainable material is increasing. More efficient materials will be needed to meet the growing global need. Hybrid organic-inorganic materials are one type of materials that have been of great interest recently, which can be described as a class of materials that mix organic and inorganic components. This thesis focused on hybrid organic-inorganic materials inspired by the classical perovskite crystal structure ABX3, where component A is an organic cation, component B is a divalent metal cation and component X is an anion. Hybrid organic-inorganic materials based on the classical perovskite structure may have various functional properties and may have a broad range of potential applications. Some examples of those properties as well as some and possible applications include good photoconductivity and power conversion efficiency for photovoltaic devices, excellent emission properties for light emitting diodes and tunable dielectric properties for electronic switches and sensors.  The physical properties of the hybrid organic-inorganic material are determined by the crystal structure of the material, which in turn will be decided by the choice of components. With the many possible choices for organic and inorganic components, there is an opportunity to synthesize completely new hybrid organic-inorganic compounds that may display new or superior physical properties. Current hybrid organic-inorganic materials based on the perovskite crystal structure mainly use lead as the divalent metal, since it currently gives the best performance. The toxicity of lead is a major drawback for current lead-based hybrid organic-inorganic materials. The possibility to replace lead with another divalent metal has been explored during this project. For this thesis, the organic cation cyclohexylammonium (CHA) has been of focus as the organic component. The aim of this thesis was to design, synthesize and characterize novel hybrid organic-inorganic compounds. The hybrid organic-inorganic compounds CHAZnBr3 and (CHA)2ZnBr4 were synthesized for the first time, to the best of our knowledge, and will be the focus of this thesis. The two new hybrid organic-inorganic compounds were structurally characterized by X-ray Diffraction (XRD) and thermally characterized by Thermal Gravimetric Analysis (TGA) and Differential Scanning Calorimetry (DSC).  The first compound, CHAZnBr3, could be determined to be orthorhombic at 298 K. The compound was found to be thermally stable up 490 K, and to undergo a phase transition at 445 K.  The second compound, (CHA)2ZnBr4, could not be fully structurally solved at either 100 K or 298 K. The compound was found to be thermally stable up to 490 K, and to undergo a phase transition at 230 K.  Further characterization will be needed to better understand the properties of these two compounds and their possible applications.

Die Arbeit beschäftigt sich mit der neuartigen Wechselwirkung von intensiven und ultrakurzen Röntgenlaserpulsen mit atomaren endlichen Systemen, die derzeit durch eine neue Generation von Lichtquellen, sogenannter X-ray free-electron laser (XFEL) zugänglich gemacht wird. Eine der Vorzeigeanwendungen der XFELs ist die zukünftig potentiell mögliche Strukturbestimmung endlicher nicht-periodischer Systeme mit atomarer Auflösung durch Diffraktion. Hierbei stellt sich der durch die hohe notwendige Pulsintensität bedingte Strahlenschaden an dem System als limitierender Faktor heraus, der ein detailliertes Verständnis der durch Photoabsorption induzierten Dynamik voraussetzt, um diese Art der "Mikroskopie" zum Erfolg zu führen. Wir verwenden daher zur Beschreibung der laserinduzierten Dynamik ein mikroskopisches Modell in dem Photoionisation und inner-atomare Zerfallsprozesse durch quantenmechanische Raten behandelt werden und die Dynamik der Ionen und energetischen Elektronen in einer klassischen Molekulardynamik-Simulation erfasst wird. Eine Neuerung gegenüber bisherigen Modellen ist die Berücksichtigung der Ionisation von Atomen durch starke interne Felder in dem hoch-geladenen System. Durch eine Anwendung des Modells auf Neoncluster kann gezeigt werden, dass diese Feldionisation einen wichtigen Beitrag zur laserinduzierten Dynamik darstellt. Sie führt zur ultraschnellen Formation eines Nanoplasmas, welches sich im Kern des geladenen Clusters ansammelt und dort die Ladung der Clusterionen neutralisert. Hierdurch wird eine vorzeitige Coulomb-Explosion des Clusters vermieden. Es wird dargelegt, dass dieser Mechanismus der lokalen Schadensreduzierung durch die Einbettung des Clusters in ein Heliumtröpfchen auf den gesamten Cluster ausgeweitet werden kann, da durch Feldionisation und Migration von Elektronen die vollständige laserbedingte Aufladung des Clusters auf das Heliumtröpfchen transferiert wird. Eine Analyse der resultierenden Diffraktionsmuster bestätigt, dass der reduzierte Strahlenschaden am Cluster den Anwendungsbereich für Diffraktionsexperimente erheblich ausweitet. Kürzlich wurde am SLAC National Accelerator Laboratory der erste XFEL in Betrieb genommen. Eine Modifikation des Modells auf dort bereits erzielbare Wellenlängen wird genutzt um Vorhersagen über das Photoabsorptionsverhalten, aus dem alle weiteren Schäden folgen, an kleinen Neoncluster zu treffen. Hiermit lassen sich bereits jetzt durch den Vergleich zu Experimenten die wichtigen Schadensmechanismen und ihre theoretische Beschreibung testen. Es wird ferner das interessante Relaxationsverhalten des durch massive Photoionisation in XFEL-Strahlung erzeugten Elektronenplasmas untersucht. Diese neuartige Anregung erfolgt auf einer Femtosekunden-Zeitskala und produziert eine hohe Dichte an energetischen Elektronen. Wir beschreiben dieses Plasma durch ein generisches Modell seiner Vielteilchen-Dynamik. Hierbei kann der gesamte Parameterraum des Modells in vier Klassen unterteilt werden, die sich nach Anregungsgrad, der den Elektronenverlust des Plasmas regelt, und Anregungsdauer, die die transiente Dynamik beeinflusst, unterscheiden. Speziell der Bereich starker Anregung bei gleichzeitig kurzer Anregungsdauer zeigt ein interessantes neues Verhalten, bei dem sich eine Equilibrierung des Systems im Kontinuum andeutet.