Page - 16 - in Aufklärung der Struktur von Metallclusterionen in der Gasphase mittels Elektronenbeugung

16 Das TIED-Experiment Verhältnis aus einer größenverteilten Ionenwolke kann mit Hilfe der SWIFT- Methode36–38 (stored waveform inverse fourier transform) auch in der Paulfalle selbst durchgeführt werden. Dabei werden zu einem m/z-Verhältnis resonante Frequenzen an die Endkappenelektroden gelegt. Die SWIFT-Methode erzeugt ein für entsprechend unerwünschte Clustergrößen trajektoriendestabilisierendes Spannungssignal in der Zeit- domäne. Da bei diesem Verfahren die maximal erreichbare massenselektierte Ionenzahl geringer ist und zudem die Auflösung der Selektion mit der Ladungsdichte sinkt, wurde die Methode nur zum Entfernen von Fragmenten der Mutterclusterionen oder mehrfach geladenen Spezies benutzt. Solche Fragmente entstehen durch inelastische Streuprozes- se während des Beugungsexperiments (z.B. Auger-Effekt). Die dann aus einem geheizten Wolframfilament austretenden Elektronen werden auf eine kinetische Energie von 40 keV beschleunigt und durch zwei Öffnungen in den Endkappenelektroden der Paulfalle hindurch in einen Faradaybecher fokussiert. Die in der Falle an der Clusterionenwolke gebeugten Elektronen gelangen am Becher vorbei und erzeugen auf einem phosphoreszierenden Schirm Photonen. Sie werden jetzt von einer externen CCD-Kamera über einen Zeitraum von ca. 15–45 Sekunden integriert aufgenommen. Nach dem an dieser Stelle abgeschlossenen Beugungsexperiment wird zur Kontrolle ein Massenspektrum der in der Falle verbliebenen Ionen mit Hilfe eines Channeltrondetektors aufgezeichnet. Hierdurch kann man ausschließen, dass die vorhe- rige Massenselektion im QMS unpräzise durchgeführt wurde, oder – verursacht durch inelastische Prozesse – Fragmentationen bzw. mehrfach geladene Ionen zum Beu- gungsbild beigetragen haben. Als zweite Ionenquelle befindet sich eine Elektronenstoßquelle zur Erzeugung von C60+/−-Ionen beim ersten Quadrupolumlenker. Durch sie können die Massenspektren des Flugzeitmassenspektrometers und der Paulfalle kalibriert werden. Eine ausführliche Beschreibung des TIED-Aufbaus ist in der Dissertation von M. Blom referiert.11 Eine in der Folge entscheidende Modifikation stellt der zwischen die Quadrupolumlenker integrierte Massenfilter für die vorliegenden Studien dar (siehe Abbildung 4). Damit kann die Massenselektion von der Ionenspeicherung in der Paul- falle entkoppelt und die Anzahl an Streuzentren für das Beugungsexperiment deutlich erhöht werden (siehe Anhang B). In einer zweiten Generation wurde der Arbeitsbereich des Filters von 8 000 auf 16 000 amu erweitert und zusätzlich die Transmissionseigen- schaften verbessert. Ebenfalls wurden weitere Gaseinlässe sowohl in der Magnetron- clusterquelle als auch in der Paulfalle installiert. Hierdurch wird Clusterchemie mit kleinen reaktiven Gasen (z.B. H2, O2, O3, CO, NO2 u.a.) und damit einhergehende struk- turelle Veränderungen (z.B. Oberflächenrekonstruktionen) untersuchbar. Die nächsten Abschnitte haben einzelne Komponenten des Experiments zum Inhalt und führen die wesentlichen Erscheinungen näher aus.