Page - 311 - in Aufklärung der Struktur von Metallclusterionen in der Gasphase mittels Elektronenbeugung

311 Anhang C: Einfluss der Fallengeometrie auf große Streuwinkel Aufgrund der zur Ionenspeicherung benötigten und möglichst perfekten Quadrupolfel- der sind Einschränkungen der Paulfallengeometrie (Elektrodengröße und –form) in Be- zug auf die freie Elektronenstrahlführung hinzunehmen. In einem optimalen Beugungs- experiment befindet sich das Streuobjekt an einer wohldefinierten Stelle im Raum und es gibt keine Beschränkung bei der Erfassung (Detektionswahrscheinlichkeit) der ge- streuten Elektronen. Im TIED-Experiment müssen die Hochenergieelektronen zwei Endkappenelektroden der Paulfalle passieren. Aus diesem Grund sind hier zwei kolline- are Öffnungen mit dem Durchmesser d = 1,5mm konstruiert (siehe Abbildung 9, Seite 23). Für kleine Streuwinkel sind dadurch keine Beeinträchtigungen gegeben, bei größe- ren s-Werten werden jedoch weniger oder gar keine gestreuten Elektronen detektiert. Der maximale geometrische Streuwinkel ist limitiert und der maximale verfügbare s- Wert wird durch die kinetische Energie der Elektronen festgelegt. Mit zunehmender Geschwindigkeit kann ein größerer Bereich des Streumusters im gleichen Sektor beo- bachtet werden. Aufgrund der endlichen Detektorauflösung ist jedoch keine beliebige Erhöhung der kinetischen Elektronenenergie möglich. Neben zunehmenden relativisti- schen Effekten sinkt der Streuquerschnitt (Wahrscheinlichkeit). Zu kleineren Energien erhält man zwar hier eine größere Wechselwirkung, jedoch ist der Streuquerschnitt für inelastische Effekte in etwa invers proportional. Im TIED-Experiment wird aus diesem Grund ausschließlich mit 40 keV-Elektronen gearbeitet. Die Limitierung auf einen gewissen maximalen Streuwinkel stellt für die meisten Un- tersuchungen kein Problem dar, da das Signal-Rausch-Verhältnis in diesem Bereich bereits sehr gering ist und wenige verlässliche Informationen bezüglich der Cluster- strukturen hier extrahierbar sind. Zu berücksichtigen gilt jedoch das Phänomen der Ab- schattung, das aus der endlichen Ausdehnung von Clusterionenwolke und Elektronen- strahl resultiert (siehe Abbildung 3, Seite 13). Unter der Annahme einer gaußförmigen Dichteverteilung beider Objekte (Streuer und Elektronen) sind mit Monte-Carlo- Simulationen des Streuexperiments unter Verwendung der Software TDP26 von M. Klammler verschiedene Fallengeometrien untersucht worden. In Abbildung 214 (links) sind vier Fälle (keine Abschattung sowie d = 0,5mm bis 3,0mm) gegenübergestellt. Die detektierte Streuintensität I als Funktion des Abstands zum geometrischen Zentrum des Beugungsbildes r ist für den simulierten Streuer Cu55− bestimmt (250 Pixel entsprechen ungefähr s = 13,8Å-1). Die Kurven stimmen für die Endkappenöffnung d = 1,5mm und 3,0mm nahezu mit der Referenz (keine Fallenelekt- rode vorhanden) über den gesamten Bereich überein. Eine genauere Inspektion (mittle-