Laserspektroskopische
Untersuchungen an molekularen Aggregaten
Molekulare
Aggregate bilden die kleinsten Bausteine in makroskopischen Systemen, wie
Flüssigkeiten, Lösungen, Kristallen, an den der Einfluss der
intermolekularen Wechselwirkung auf die Eigenschaften isolierter Moleküle
studiert werden kann. Im Labor werden die molekularen Aggregate durch adiabatische
Expansion von geeigneten Gasmischungen erzeugt. Ziel der Untersuchungen
ist die Aufklärung der Struktur und intermolekularen Bindungsenergie
sowie der Reaktivität der Aggregate. Bevorzugte Systeme sind Aggregate
aus Aromaten (z.B. Benzolderivate) mit kleinen Molekülen (z.B. NH3,
H2O, Alkohole, etc.), die als Lösungsmittel verwendet werden.
Typische Reaktionen sind neben Elektronen- und Protonentransfer aromatische
Substitution und Oxidationsreaktionen. Der Mechanismus solcher Reaktionen
hängt von der Größe und Zusammensetzung der Aggregate ab.
Als Methoden werden Photoionisationsmassenspektrometrie, resonanzverstärkte
Mehrphotonen-Ionenausbeutespektroskopie (REMPI) mit Ein- und Zweifachanregung,
"excited state"-Photoelektronenspektroskopie und Fluoreszenzspektroskopie
eingesetzt. Zur Untersuchung stehen mehrere Lasersysteme (Nd-YAG- und Farbstofflaser,
Auflösung bis 0.023 cm-1 im ns-Bereich) und Molekularstrahlapparaturen
zur Verfügung.
Für
Untersuchungen, die höhere Auflösungen (0.001 cm-1)
oder schnellere Messungen erfordern (fs), wird mit dem dem European Laboratory
for non Linear Spectroscopy (LENS)
in Florenz (S. Califano) und
dem Max-Born-Institut
(I. V. Hertel) in Berlin kooperiert.
Die Interpretation der Messergebnisse wird durch ab initio- Rechnungen
(GAUSSIAN 98) unterstützt, die von Dr.
M. Oppel (AG
Manz) angeleitet und durchgeführt werden.
Aktuelles
Thema (DFG-Vorhaben): Reaktionen von Aromaten mit Stickoxiden.
Ansprechpartner:
Sabine
Marquardt und Asnakech S.
Gemechu
Weitere
Information hier.
Spektroskopie
mit Synchrotronstrahlung
Es
werden Untersuchungen von isolierten Molekülen und Clustern durchgeführt.
An isolierten Molekülen werden Rydbergzustände von neutralen
und ionisierten Molekülen untersucht. Neben den spektroskopischen
Eigenschaften und der elektronischen Struktur dieser Zustände werden
vor allem der unimolekulare Zerfall von Molekülionen studiert. Als
Methoden stehen zur Verfügung: Absorptionsspektroskopie, Photoionisationsmassenspektroskopie,
Photoelektronenspektroskopie, Fluoreszenzspektroskopie und entsprechende
Koinzidenzverfahren. Die wissenschaftlichen Fragestellungen betreffen die
Ermittlung von spektroskopischen und thermodynamischen Daten, von Geschwindigkeitskonstanten
des unimolekularen Zerfalls und die Auflösung von Zerfallsmechanismen.
Eine besondere Fragestellung ist die Untersuchung von Systemen, die im
interstallaren Raum und in circumstellaren Atmosphären nachgewiesen
werden. Zur Zeit wird ein Experiment aufgebaut (H.-W. Jochims), in dem
VUV-Spektroskopie mit Laserspektroskopie kombiniert wird (enge Zusammenarbeit
mit R. Locht (Lüttich), S. Leach (Paris) und R. Tuckett (Birmingham)).
Ansprechpartner:
Dr.
H.-W. Jochims
Elektrochemie und Phasengrenzflächenforschung
Die Adsorption organischer Moleküle an Elektrodengrenzflächen
modifiziert das elektrochemische Verhalten und ist aus diesem Grund von
besonderem Interesse für die Korrosions- und Materialforschung, aber
auch für die biologische (Modellmembran) und Grundlagenforschung.
In Abhängigkeit von der lateralen Wechselwirkung der organischen Moleküle
und der Substrat- Molekülwechselwirkung teilt man die Adsorbate in
physisorbierte und chemiesorbierte, sowie in kristallisierte geordnete
und statistisch verteilte ungeordnete Adsorbate ein. In unserer Arbeitsgruppe
ist die Kinetik der Bildung geordneter Adsorbatschichten Gegenstand der
Untersuchungen mit dem Anliegen, den Zusammenhang zwischen Kristallisationsgeschwindigkeiten
dieser Schichten und ihrer Struktur aufzuklären. Weiterhin wird untersucht,
wie sich diese Schichten gezielt durch das Einbringen geeigneter Kokondensate
modifizieren lassen. Von besonderem Interesse sind für uns dabei die
Grenzflächeneigenschaften der DNA - Basen ( hier sei vor allem Thymin
erwähnt) und ihre Wechselwirkungen mit den Komplementärbasen
( Adenin) unter dem Einfluß des elektrischen Feldes, sowie das Grenzflächenverhalten
von Dithiolen als starke Chelatbildner. Der Einfluß dieser Schichten
auf den Ladungstransfer bei der Metallabscheidung und - auflösung
wird untersucht. Die Dynamik der Kristallisation wird mit Stromtransientenmessungen
verfolgt , während die Strukturaufklärung sowohl über thermodynamische
als auch STM - Untersuchungen erfolgt. Die Arbeiten werden von Frau Dr.
C. Donner betreut. Es besteht Kooperation mit Dr. U. Retter (BAM)
und Frau Dr. K. Krischer.
Ansprechpartner: Dr. Constanze
Donner und Stefanie Kirste
Untersuchungen an levitierten Mikrotröpfchen
Es wurde eine Apparatur zur Untersuchung von levitierten Flüssigkeitströpfchen
im Temperaturbereich bis -90 °C aufgebaut, mit der Phasenübergänge,
Geschwindigkeit der Gasaufnahme und Abdampfen von Einzeltröpfchen
studiert werden kann.
brno.ppt
Weitere Information hier.
Ansprechpartner: Peter Stöckel,
Juliane
Klein und Inez Weidinger