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Error analysis of X-ray photon correlation spectroscopy measurements

The use of a theory to extract parameters from experimental data requires proper understanding of the statistical variation. Furthermore, the improvement of any experimental technique requires a sound understanding of the sources of error and an accurate model of how experimental parameters effect signal strength and noise. The second order intensity-intensity correlation function is the standard measured quantity in dynamic light scattering and x-ray photon correlation spectroscopy (XPCS) experiments. In this thesis we compare the measured variances of the correlation function to a model based on the statistics of dynamic light scattering. Agreement between the dynamic light scattering model and the x-ray photon correlation spectroscopy data is shown. XPCS experiments are typically conducted with low photon flux and are used to study long time constants. To achieve sufficient statistics area detectors are used. We show that there are appreciable correlations between near neighbour pixels. These correlations reveal important features that must be included to accurately draw conclusions from XPCS experiments. / L'utilisation d'une théorie pour extraire des paramètres depuis des données expérimentales nécessite une compréhension des variations statistiques. De plus, l'amélioration d'une technique expérimentale repose sur la compréhension des sources d'erreurs and d'un modèle précis de l'effet des paramètres expérimentaux sur le signal et le bruit. La fonction de corrélation intensité-intensité de deuxième ordre est une quantité de mesure standardisée pour les expériences de diffusion de lumière dynamique et de spectroscopie de corrélation de photons en rayons X (X-ray Photon Correlation Spectroscopy, XPCS). Dans cette thèse, nous comparons les variances mesurées de la fonction de corrélation à un modèle basé sur les statistiques de diffusion de lumière dynamique. Nous démontrons l'accord entre le modèle de diffusion de lumière dynamique et les données XPCS. Les expériences XPCS sont en général effectuées avec un faible flux de photons et sont utilisées pourétudier les constantes à long terme. Pour atteindre des statistiques susantes, de détecteurs à résolution spatiale sont utilisés. Nous montrons l'existence de corrélations entre pixels voisins. Ces corrélations révèlent d'importantes caractéristiques qui doivent tre inclues afin de tirer des conclusions précises des expériences XPCS.

Identiferoai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.117183
Date January 2013
CreatorsCarr, James
ContributorsMark Sutton (Internal/Supervisor)
PublisherMcGill University
Source SetsLibrary and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada
LanguageEnglish
Detected LanguageFrench
TypeElectronic Thesis or Dissertation
Formatapplication/pdf
CoverageMaster of Science (Department of Physics)
RightsAll items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated.
RelationElectronically-submitted theses.

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