Erzeugung und erste Untersuchung mehrfach negativ geladener Metallcluster

Beschreibung

Der Erzeugungsprozeß von mehrfach negativ geladenen Metallclustern in einer Penningfalle wurde untersucht und erste Experimente zu den Eigenschaften von Gold-, Silber- und Kupferclusterdianionen durchgeführt. Für die Produktion der Metallcluster-Multianionen wurden einfach negativ geladene Cluster aus einer externen Laserverdampfungsquelle in die Ionenfalle transferiert, gespeichert und einem Elektronenbad ausgesetzt. Unter bestimmten experimentellen Bedingungen wurden bei der Analyse mit einem Flugzeitmassenspektrometer neben den Ausgangsclustern auch Multianionen beobachtet. Die Untersuchung des Anlagerungsprozesses zeigte eine Abhängigkeit von Clustereigenschaften wie Größe und Material sowie eine Abhängigkeit von den Speicherbedingungen der Elektronen wie Potentialtiefe und der Reaktionsdauer. Die Untersuchung der Eigenschaften von größenselektierten Metallclusterdianionen wurde mit Hilfe der Stoßaktivierung und der Photoanregung durchgeführt. Im Fall der Stoßanregung führte die Ladungsänderung zu einer Änderung der Ionenbewegung und somit zu einem Verlust der Reaktionsprodukte. Durch eine Analyse der relativen Dianionenhäufigkeiten als Funktion der Anregungsenergie mit einem statistischen Modell konnten Bindungsenergien der Elektronen bestimmt werden. Die Photoanregung von Goldclusterdianionen mit einem gepulsten Nd:YAG-Laser zeigte neben der Elektronenemission auch das Abampfen eines neutralen Atoms als konkurrierenden Zerfallsprozeß, wobei mit steigender Clustergröße der Anteil der Monomerevaporation anwächst. Ferner konnten Hinweise auf thermionische Elektronenabgabe sowie doppelte Elektronenabgabe nach Photoanregung beobachtet werden. Messungen mit einem kontinuierlichen Nd:YAG-Laser bestätigten die Konkurrenz von einfacher und zweifacher Elektronenemission.

Autor*in

Alexander Herlert

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