Page - 24 - in Strukturaufklärung durch Mobilitätsmessungen an massenselektierten Clusterionen in der Gasphase

3. Experimenteller Aufbau Das Target wird nun asymmetrisch auf die Deckplatte montiert (Abb. 3.6), um einen mo¨glichst großen Kreis abzufahren. Es wird mit einem Gewindestab versehen, damit es durch ein Getriebe gedreht werden kann. Um ein verkanten des Targets zu verhindern, damit diese Quelle dicht ist und man einen Druck mit dem Ku¨hlgas aufbauen kann, wurde es auf beiden Seiten mit Teflonringen abgedichtet. Bei den Experimenten mit Bor beno¨tigt man einen ho¨heren Heluimdruck in der Quellkammer als bei den Messungen mit Zinn, daher ist die Dichtheit der Quelle von gro¨ßerer Bedeutung als bei den Zinnclustern. Im Gegesatz zur Metall-Folien-Quelle wird in der Pulverquelle nur ein Kreis abgefahren. 3.2. Flugzeitmassenspektrometer und Massenfilter Im Flugzeitmassenspektrometer (time-of-flight, TOF) erfolgt die Trennung der Clus- ter nach unterschiedlichen Massen-zu-Ladungsverha¨ltnissen durch deren unterschied- liche Flugzeiten. Man misst die Flugzeit t, die die Cluster der Masse m und der Ladung q bis zum Detektor beno¨tigt. Damit kann man ihre mittlere Geschwindigkeit und das Verha¨ltnis mq ermitteln. Das einfachste TOF ist ein so genanntes einstufi- ges Flugzeitmassenspektrometer. Es ist in Abb. 3.8 dargestellt. Es besteht aus zwei Regionen. In der einen herrscht ein elektrisches Feld, die zweite hingegen ist feldfrei. Durch diese Potentialdifferenz erhalten die Cluster beim Durchlaufen die kinetische EnergieEkin = q ·U = 12mv2 = q ·E ·s. Die Flugzeit t der Ionen durch ein Flug- zeitmassenspektrometer der La¨nge s+d ergibt sich aus der Zeit, die sie fu¨r die Be- schleunigungsregion und feldfreie Strecke beno¨tigen: t= ts+ td= √ 2sm qE +d √ m 2qEs. Diese Zeit ist proportional zu √ m q . m/q Detektor m/q Detektor Es Ed Repeller Repeller Es EdAbbildung 3.7.: Einstufiges TOF bei dem zwei Ionen gleicher Masse mit gleichen Startorten be- trachtet werden. 24