Seite - 22 - in Aufklärung der Struktur von Metallclusterionen in der Gasphase mittels Elektronenbeugung

22 Das TIED-Experiment Mitteltrajektorie r0) in x- und y- Richtung lassen sich auf diese Weise in eine dimensi- onslose Form umwandeln: ( )( ) 2 2 2 0 0cos i d e U V wt dt m r ξ ξ+ + = → ( )( ) 2 2 2 2 0cos d a q d ξ ξ ξ τ ξ τ + + = , mit ,x yξ = . (22) Die sog. Stabilitätsparameter ax, ay und qx, qy ergeben sich durch Lösen der Ma- thieu’schen Differentialgleichung und Vergleichen der Parameter beider Formen zu: 2 2 0 4 x y i eUa a m rω =− = , 2 2 0 2 x y i eVq q m rω =− = , mit 2 tω τ = . (23) Die xy-Stabilität der Ionentrajektorie lässt sich auf einen einzigen (Massen-)Punkt ein- stellen, wählt man das a/q-Verhältnis zu 2U/V = 0,237/0,706 = 0,336 (siehe Abbildung 8, links). Für ein festes Set an Parametern bewegen sich somit nur noch Ionen mit einem ganz bestimmten Masse-zu-Ladungs-Verhältnis auf einer stabilen Trajektorie durch das Quadrupolfeld. Durch Minimieren des a/q-Verhältnisses, z.B. durch Verringern des Gleichspannungsanteils U bei gleichbleibendem Wechselspannungsanteil V, lässt sich eine Durchlässigkeit für einen größeren m/z-Bereich erreichen (siehe gepunktete Linie in Abbildung 8, rechts). Dies ist von Vorteil, wenn viele Isotopologe zu einer breiten Massenverteilung einer bestimmten Clustergröße führen. Abbildung 8: Stabilitätsdiagramm der Ionenbewegung in einem zweidimensionalen Quadrupol- feld als Funktion der Stabilitätsparameter a, q (links) und der Spannungen U, V (rechts). Der unter der Fläche liegende Bereich entspricht stabilen Trajektorien. Im TIED-Experiment wurden in der ersten Massenfiltergeneration oszillierende Felder mit 880 kHz (Massenbereich 25–9 000 amu) und später zur Untersuchung größerer Clusterionen mit 440 kHz (Massenbereich 20–16 000 amu) verwendet. a = 0,237 m1 > m2 > m3 q = 0,706 V q m1 m2 m3 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 0,3 0,2 0,1 0,0 x/y stabil x instabil x/y instabil y instabil y x r0