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Erzeugung und Detektion von Molekularstrahlen für die Materiewelleninterferometrie
Anton Frederik Stöhr
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Betreuer*in
Markus Arndt
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29568.49886.657363-9
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Einleitend werden bereits erfolgreich durchgeführte und in Planung stehende Experimente zur Materiewelleninterferometrie komplexer Moleküle betrachtet. Im Fokus stehen die Anforderungen an die darin zum Einsatz kommenden Molekülquelle und Moleküldetektion. Die daraus gewonnenen Parameter und Kenngrößen stellen die Rahmenbedingungen bei der Entwicklung neuer Systeme zur Erzeugung und Detektion geeigneter Molekularstrahlen dar.
Im ersten Teil dieser Diplomarbeit wird ein zusammenfassender Überblick über bereits in der Literatur zu findende Ionisationstechniken, mit einem starken Fokus auf Einphotonenionisation (PI), gegeben. Diese stellt in Materiewelleninterferometern auf der Seite der Detektion eine Alternative zu der derzeit benutzen Elektronenstoßionisation dar und kann die Detektionseffizienz erhöhen. Außerdem stellt die Realisierung von absorptiven Lichtgittern eine notwendige Bedingung für die Durchführung in Aussicht stehender Experimente dar.
Weiters werden die Mechanismen von Matrix unterstützter Laser Desorption/Ionisation (MALDI) beschrieben. MALDI erlaubt die fragmentarme Desorption von großen organischen und anorganischen Molekülen. Dieses Verfahren stellt demnach eine Alternative zu bisher eingesetzten effusiven Quellen zur Erzeugung von Molekularstrahlen dar.
Der zweite Teil beinhaltet die Darstellung der wesentlichen technischen Komponenten, die in den Experimenten zum Einsatz kamen, welche im Laufe dieser Diplomarbeit durchgeführten wurden. MALDI wurde eingesetzt um eine Reihe von Biomolekülen zu desorbieren und die Einflüsse diverser für MALDI relevanten Parameter zu untersuchen.
Weiters wurde die Laser Desorption (LD) von synthetisierten perfluoroalkyl-funktionalisierten Porphyrinen und deren Detektion mittels Photoionisation getestet und die durch die Laser hervorgerufene Fragmentation der Moleküle untersucht. Die experimentellen Resultate werden präsentiert und interpretiert.
Abschließend werden im dritten Teil die Relevanz der durchgeführten Experimente für die Materiewelleninterferometrie betrachtet und mögliche Einsatzfelder für MALDI, LD und PI dargestellt.
Abstract
(Englisch)
To begin with, different concepts of experiments are sketched out, which aim at showing the matter-wave interference of complex molecules. The main emphasis will be put on the need for suitable techniques for the production and detection of molecular beams. The characteristics and parameters of already successfully performed and being planned experiments represent the determining factors in the development of new molecular sources and detection schemes.
In the first part of this diploma thesis a summary of already established techniques for the ionization of molecules is given, thereby putting focus on single-photon ionization (SPI). The latter represents a promising alternative to electron impact ionization, which is currently used in near-field matter-wave interferometers on the side of molecule detection and it is able to enhance the detection efficiency. Besides that, upcom-ing experiments rely on the feasibility of the implementation of absorptive gratings made of light via SPI.
Furthermore, the mechanisms of matrix-assisted laser desorption/ionization (MALDI) are being described. MALDI enables desorption of large organic and inorganic particles, thereby preventing fragmentation. Therefore this technique constitutes an alternative to so far applied effusive sources aiming at producing beams of more massive and fragile molecules.
The second part contains the descriptions of the major technical components applied in the experiments which have been performed throughout this diploma thesis. Using MALDI, desorption and detection via a time-of-flight mass spectrometer of a range of bio molecules was accomplished. The influences of various parameters relevant for the desorption process have been investigated.
Moreover the Laser Desorption (LD) of perfluoroalkyl-functionalized porphyrins and their detection through the process of photoionization has been tested, as well as the fragmentation behaviour of the molecules due to the applied lasers checked. The experimental results are going to be presented und interpreted.
Conclusively, the relevancies of the performed experiments for the matter-wave interferometry are properly examined and the possible fields of application for MALDI, LD and PI accordingly outlined.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
MALDI photoionization laserdesorption porphyrins
Schlagwörter
(Deutsch)
MALDI Photoionisation Laserdesorption Porphyrine
Autor*innen
Anton Frederik Stöhr
Haupttitel (Deutsch)
Erzeugung und Detektion von Molekularstrahlen für die Materiewelleninterferometrie
Paralleltitel (Englisch)
Production and detection of molecular beams for matter-wave interferometry
Publikationsjahr
2012
Umfangsangabe
129 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Deutsch
Beurteiler*in
Markus Arndt
AC Nummer
AC09024729
Utheses ID
16736
Studienkennzahl
UA | 411 | | |