Soft Landing of Size Selected Nanoparticles Produced by Magnetron Sputtering

Soft Landing von durch Magnetronsputtern erzeugten größenselektierten Nanopartikeln

by Christopher Larson
Doctoral thesis
Date of Examination:2012-11-23
Date of issue:2012-11-28
Advisor:Prof. Dr. Alec Wodtke
Referee:Prof. Dr. Alec Wodtke
Referee:Prof. Dr. Dirk Schwarzer
Persistent Address: http://dx.doi.org/10.53846/goediss-2179

 

 

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Abstract

English

In the first part, the photodissociation dynamics of methyl azide are probed by photofragment translational spectroscopy at 248 nm and 193 nm dissociation wavelengths under collision-free conditions. At 248 nm, the only primary dissociation process is observed to be molecular elimination of N2. The partner fragment, CH3N, is observed to undergo further unimolecular decomposition through two pathways leading to HCN and HNC. At 193 nm, an additional primary dissociation process is observed, breaking the C-N bond and producing CH3 + N3. The N3 fragment is determined to have characteristics which most closely match those expected for the recently discovered cyclic isomer. In the second part, a newly built instrument is characterized for the soft landing deposition of size selected nanoparticles. Magnetron sputtering is used to produce ionize nanoparticles, which are filtered by mass in a quadrupole before being deposited on substrates. The performance of the quadrupole filter is examined using time of flight mass spectrometry. Nanoparticles deposited on surfaces are examined through atomic force microscopy and transmission electron microscopy.
Keywords: Magnetron Sputtering; Nanoparticles; Soft Landing; Mass Spectrometry; Methyl Azide

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Im ersten Teil wird die Photodissoziationsdynamik von Methylazid unter kollisionsfreien Bedingungen durch Photofragment-Translations-Spektroskopie bei Dissoziations-Wellenlängen von 248 nm und 193 nm untersucht. Bei 248 nm wird beobachtet, dass die molekulare Elimination von N2 der einzige primäre Dissoziationsprozess ist. Das Partnerfragment CH3N zerfällt unimolekular über zwei Pfade, die zu HCN und HNC führen. Bei 193 nm wird ein zusätzlicher primärer Dissoziationsprozess beobachtet, bei dem die C-N-Bindung gebrochen und CH3 + N3 produziert wird. Die gemessenen Eigenschaften des N$_3$-Fragments stimmen am besten mit denjenigen des kürzlich entdeckten zyklischen Isomers überein. Im zweiten Teil wird ein neu gebautes Instrument für Soft Landing von größenselektierten Nanopartikeln charakterisiert. Ionisierte Nanopartikel werden in einer Magnetronsputterquelle erzeugt und in einem Quadrupol nach Massen gefiltert, bevor sie auf Substrate deponiert werden. Die Eigenschaften des Quadrupolfilter werden durch Flugzeit-Massenspektrometrie untersucht. Auf Oberflächen deponierte Nanopartikel werden durch Rasterkraftmikroskopie und Transmissionselektronenmikroskopie untersucht.
Schlagwörter: Magnetronsputtern; Nanopartikel; Massenspektrometrie; Methylazid
 
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