Sonderforschungsbereich 546

"Struktur, Dynamik und Reaktivität von Übergangsmetalloxid-Aggregaten"


Teilprojekt A3
 

Allgemeine Angaben
 
 
Thema: Struktur, Stabilität und Reaktivität von Übergangsmetalloxid-Aggregaten;  VmOn-/0/+-Cluster und Clusterionen (m ≤ 10)
Fachgebiete und Arbeitsrichtung: Clusterphysik, Massenspektrometrie, Spektroskopie

Leiter:

Prof. Dr. Ludger Wöste
Freie Universität Berlin
Institut für Experimentalphysik
Arminallee 14
14195 Berlin
Telefon: 030 838-55566
Telefax: 030 838-55567
E-Mail-Adresse:woeste@physik-fu-berlin.de

Dr. Knut Asmis
Fritz-Haber-Institut der
Max-Planck-Gesellschaft
Molekülphysik
14195 Berlin
Telefon: 030 8413-5735
Telefax: 030 8413-5603
E-Mail-Adresse:asmis@physik-fu-berlin.de

Beschreibung

Ziel des Teilprojektes A3 ist die experimentelle Charakterisierung der Struktur kleiner, massenselektierter Vanadiumoxidcluster und Vanadiumoxidcluster-Komplexe in der Gasphase. Nach der erfolgreichen Entwicklung und systematischen Anwendung mehrerer Methoden zur Messung der Infrarotspektren geladener Vanadiumoxidcluster im Bereich zwischen 600 und 1600 cm-1, dem Bereich der Vanadyl- und O-V-O Streckschwingungen, in der zweiten Förderperiode, erstrecken sich die geplanten Aktivitäten in der dritten Förderperiode hauptsächlich auf drei Themengebiete:
(1) Charakterisierung der Wellenpaketdynamik in kleinen, neutralen Vanadiumoxidclustern, mittels der Femtosekunden NeNePo Spektroskopie: Das Femtosekundenlasersystem ist mittlerweile in Betrieb und voll funktionsfähig. Es erzeugt Laserpulse mit einer Pulslänge von 35 fs und Pulsenergien von 1.5 mJ bei 800 nm. Diese Pulse dienen als Ausgangspunkt zur Erzeu¬gung durchstimmbarer, ultrakurzer Strahlung im spektralen Bereich zwischen ca. 250 nm bis 15 µm. Erste NeNePo Experimente am System VO2- / VO2 / VO2+ sind zur Zeit im Gange. Neben den Experimenten mit UV/VIS-Pulsen, sind komplexere Anregungsschemata geplant, in denen die direkte Absorption der Infrarotstrahlung im Bereich der Vanadylschwingungen (um 10 µm) nachgewiesen werden soll.
(2) Weiterführung der Messung am Freien Elektronenlaser FELIX: In der zweiten Periode wurden in enger Zusammenarbeit mit den Teilprojekten A4 und A1 systematisch die Strukturen ein- und zweikerniger Vanadiumoxidclusterkationen, sowie größerer Vanadiumoxidclusteranionen bestimmt. Die Messungen an den Kationen sollen auf größere, auch maßgeschneiderte Systeme (Stichwort: Elektrospray-Quelle) ausgedehnt werden, während für die Clusteranionen die Methodik auf kleinere Clusterionen weiterentwickelt werden soll.
(3) Reaktivitätsuntersuchungen in der Gasphase: Neben der Reaktivität geladener Vanadiumoxidcluster steht hier insbesondere die strukturelle Charakterisierung der Reaktionsprodukte, sowie intermediärer Komplexe (Clusterion-Reaktand) mittels der IR-Photodissoziationspektroskopie am Freien Elektronenlaser im Vordergrund. Erste Reaktivitätsmessungen mit ungesättigten Kohlenwasserstoffen wurden bereits durchgeführt. Zur Charakterisierung der intermediären Komplexe soll die Methode auf den Bereich unter 600 cm-1 (200 bis 600 cm-1) ausgedehnt werden.


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