Photodissoziation von Halogenwasserstoff- und orientierten Wasserstoff-Edelgas-Halogen-Molekülen in Clusterumgebungen

Abstract

In dieser Arbeit wird die Photodissoziation von Molekülen in Clusterumgebungen behandelt. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf der Wechselwirkung der Dissoziationsprodukte mit den Käfigatomen. Die Edelgas-Cluster bekannter Größe werden mit den unterschiedlichen Halogenwasserstoffmolekülen HCl, HBr oder HI dotiert. Die Moleküle befinden sich je nach Präparationsmethode auf der Oberfläche oder im Inneren des Clusters. Die Auswahl dieser Systeme ist in ihrer einfacheren theoretischen Behandlung im Vergleich zum Festkörper begründet. Dies bedingt, daß ein qualitativer und quantitativer Vergleich mit Rechnungen möglich ist. Die Moleküle werden im UV Bereich bei Wellenlängen von 243 und 193 nm dissoziiert. Die dabei frei werdenden Wasserstoffatome werden in einem 2+1 REMPI Prozeß ionisiert, wobei ebenfalls Photonen einer Wellenlänge von 243 nm zur Anwendung kommen. Die entscheidende Meßgröße dieser Experimente ist die kinetische Energieverteilung der Wasserstofffragmente, die in einem Wiley-McLaren Flugzeitmassenspektrometer bestimmt wird. Das Verhältnis zwischen völlig abgebremsten und direkt austretenden Wassterstofffragmenten hängt vom Aufenthaltsort des Moleküls im Cluster, der genauen Position in der Oberfläche, dem Edelgas und für eingebettete Moleküle von der Clustergröße ab. Ein zweites Thema dieser Arbeit ist der Nachweis von HXeI und HXeCl Molekülen als Beispiele der ionisch gebundenen Wasserstoff-Edelgas-Halogen (HRgX) Komlexe. Sie werden im Photodissoziationsprozeß von HI und HCl an der Oberfläche von Xe Clustern gebildet. Diese Moleküle werden in einer Kombination aus starkem Laserfeld und schwachem elektrischen Feld orientiert. Der Nachweis ist über die anschließende Photodissoziation möglich, die zu einer asymmetrischen Verteilung im Flugzeitspektrum der Wasserstofffragmente führt.