Page - 21 - in Aufklärung der Struktur von Metallclusterionen in der Gasphase mittels Elektronenbeugung

Der Massenfilter 21 Beschleunigungsfelder und der Flugstrecke erreichen die Ionen zum selben Zeitpunkt den Ort des Detektors (Flugzeitfokus). Dies geschieht auch in einer einstufigen Be- schleunigungsregion, jedoch ist der Flugzeitfokus hier auf einen bestimmten Punkt im Raum festgelegt. Durch die zweite Beschleunigungsregion lässt sich dieser Punkt weiter in die Ferne rücken, sodass die Flugstrecke s verlängert wird und damit einhergehend die Auflösung erhöht wird. Die TIED-tof-Spektren wurden mit einem oben beschriebenen Aufbau bestehend aus drei Elektrodenplatten erzeugt und nach einer Flugstrecke von ca. 90 cm aufgezeichnet (Detektor: MCP, mirco channel plate). Typischerweise wurden Spannungen von ±5000 V, ±4500 V und ±0 V zur Generierung des Beschleunigungsfelds verwendet. Die erreichte Auflösung der m/z-Verhältnisse betrug maximal 180, im normalen operativen Betrieb ca. 130. Sie ist definiert durch: ( ) 2 / / m m z tR m m z t = = ≈ ∆ ∆ ∆ . (20) Die Auflösung in linearen Flugzeitmassenspektrometern in dieser Konfiguration ist ty- pischerweise auf 200 limitiert und wird nur durch apparative Erweiterungen, wobei ne- ben dem oben erläuterten Ortsfokus- ein zusätzlicher kinetischer Fokuspunkt auf dem Detektor erzeugt wird (Reflektron), erhöht.44 3.4 Der Massenfilter Zur Massenselektion der Metallclusterionen wurde ein kommerzieller linearer Quadru- pol-Massenanalysator (Extrel QMS) als statischer Massenfilter verwendet (non- scanning mode). Dieser besteht aus vier quadratisch angeordneten zylindrisch (ideal: hyperbolisch) geformten Stäben, angeordnet entlang der Ionentrajektorie (z). Gegen- überliegende Stäbe werden paarweise auf das gleiche Potenzial, das sich aus einem Gleichspannungs- (U) und einem Wechselspannungsanteil (V) zusammensetzt, gelegt. Das zeitabhängige Potenzial mit der Frequenz ω ist ( )0 cosU V tωΦ = + . (21) Für die Erfüllung der Bedingung, dass die Ionen den Quadrupolfilter in z-Richtung pas- sieren sollen, können die Mathieu-Gleichungen45,46 herangezogen werden. Diese wur- den ursprünglich im 19. Jh. zur Beschreibung der Vibration elliptischer Trommeln ab- geleitet, finden aber auch für dieses Problem ausgezeichnet Anwendung. Die Bewe- gungsgleichungen der Ionen (mit Masse mi, Ladung e und Abstand der Elektroden zur