Page - 28 - in Aufklärung der Struktur von Metallclusterionen in der Gasphase mittels Elektronenbeugung

28 Das TIED-Experiment de das Experiment zunächst mit und in einer Referenzmessung ohne Metallclusterionen durchgeführt. Eine ausreichende Datenqualität war nach typischerweise 300 bis 1 600 Wiederholungen (Einzelbeugungsbilder) erreicht, was einer Akkumulationszeit von 24 bis 72 Stunden pro Cluster entspricht. Abbildung 12: links – Ausgelesene Pixelintensitäten des CCD-Chips nach 45 s geöffnetem Ver- schluss. Der Signalabfall vorne mittig resultiert aufgrund der Faradaybecherhalterung. rechts – Anteil des Beugungssignals von Cu55− nach Abzug eines Referenzbildes. Jeder dieser Zyklen läuft wie folgt ab: Die im QMS massenselektierten Metallclusterio- nen mit einer kinetischen Energie von ca. 20–25 eV werden durch Stöße mit Helium (gepulst aus einem 77 mbar Reservoir) abgebremst und in der Paulfalle gespeichert (Dauer: ca. 7 s). Dabei wird vermutlich ein Teil der kinetischen Energie der Clusterio- nen in Schwingungsfreiheitsgrade transferiert, wodurch sie sich aufheizen (Translati- ons-Schwingungs-Energietransfer), bevor sie durch weitere Stöße mit Helium auf die Temperatur der Fallenelektroden thermalisieren.50 Anschließend wird das Heliumgas bis zu einem Druck von ca. 1·10-9 mbar entfernt, um Hintergrundstreuung zu reduzieren (Dauer: ca. 18 s). Daraufhin wird der im Ruhezustand abgeblendete Elektronenstrahl aufgeblendet und je nach Experiment ein Beugungsbild über 10–45 s aufgenommen. Der über den Faradaybecher und der Phosphorschirm gemessene Elektronenstrom be- trägt typischerweise 3,5–4,8 µA (erste Experimente: ca. 2,3 µA). Im Falle von kationischen Metallclustern werden entstandene Fragmente und mehrfach- geladene Cluster im Zeitfenster des aufgeblendeten Elektronenstrahls mit der SWIFT- Methode entfernt (siehe Abschnitt 3.5). Für anionische Cluster ist das Abdampfen eines Elektrons der Hauptfragmentationskanal. Die dabei entstehenden neutralen Cluster kön- nen durch die Fallenfelder nicht manipuliert werden und verlassen sofort den Beu- gungsbereich. Auf die SWIFT-Methode kann hier also verzichtet werden. Abschließend werden die in der Falle verbliebenen Metallclusterionen kontrolliert: Die typischerweise bei qz = 0,2 gespeicherten Ionen (entspricht einer Ringelektrodenspan- nung von ca. 200–800V) werden durch lineares Anheben der RF-Spannung (Rampe) auf 4 000 V aus der Falle entfernt und als Massenspektrum aufgezeichnet (Dauer: ca.