Krähling, Stephan (2016)
Aufbau einer Apparatur zur Herstellung massenselektierter Nanopartikel: Inbetriebnahme und erste Anwendungen.
Technische Universität Darmstadt
Ph.D. Thesis, Primary publication
Abstract
Die vorliegende Arbeit beschreibt den Aufbau sowie die Charakterisierung und Anwendung einer Molekularstrahlapparatur im Hoch- und Ultrahochvakuum zur Herstellung und Deposition kleiner Metallcluster. Zunächst wird der Aufbau der Apparatur und insbesondere die neu entwickelte Clusterquelle im Detail beschrieben. Die verschiedenen Betriebsparameter der Quelle und der Ionenoptik werden umfassend charakterisiert, sodass Richtlinien für den Betrieb der Apparatur abgeleitet werden können. Dies ist im Laboralltag beson- ders wichtig, um hohe Depositionsraten zu ermöglichen. Dabei wurde auch die Homogenität der hergestellten Proben beziehungsweise des Clusterstrahls mittels Rastertunnelmikroskopie, Röntgenphotoelektronenspektroskopie und in-situ Ionenstommessungen untersucht. Die beobachteten Strahlprofile und Clusterverteilungen sind dabei häufig sehr inhomogen, sodass zukünftig eine Möglichkeit zur Kontrolle und Optimierung des Strahlprofils geschaffen werden muss. Die Leistungsfähigkeit der Apparatur hinsichtlich der Deposition von intakten, mas- senselektierten Ag_N-, Pt_N- und Au_N-Clusterkationen wird mittels Röntgenphotoelektronenspektroskopie untersucht. Hierbei kann neben dem Einfluss des Substrats ein eindeutiger Trend bezüglich steigender Bindungsenergie der Photoelektronen mit sinkender Clustergröße beobachtet werden. Darüber hinaus wurden auch die Auswirkungen einer erhöhten Einschlagsenergie der Cluster während der Deposi- tion studiert. Die erhaltenen Ergebnisse verdeutlichen, dass der zuvor beobachtete Größeneffekt im Falle von Pt_N auf HOPG durch eine Implantation der Cluster teil- weise aufgehoben wird. Mit Hilfe der Röntgenphotoelektronenspektroskopie konnte somit gezeigt werden, dass eine Deposition von isolierten, massenselektierten Clu- stern möglich ist und die aufgebaute Apparatur ein leistungsfähiges Werkzeug zur Deposition verschiedener Clusterspezies auf einer Vielzahl von Substraten mit kontrollierbarer Einschlagsenergie ist.
Item Type: | Ph.D. Thesis | ||||
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Erschienen: | 2016 | ||||
Creators: | Krähling, Stephan | ||||
Type of entry: | Primary publication | ||||
Title: | Aufbau einer Apparatur zur Herstellung massenselektierter Nanopartikel: Inbetriebnahme und erste Anwendungen | ||||
Language: | German | ||||
Referees: | Schäfer, Prof. Dr. Rolf ; Hess, Prof. Dr. Christian | ||||
Date: | 10 May 2016 | ||||
Place of Publication: | Darmstadt | ||||
Refereed: | 4 July 2016 | ||||
URL / URN: | http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/5565 | ||||
Abstract: | Die vorliegende Arbeit beschreibt den Aufbau sowie die Charakterisierung und Anwendung einer Molekularstrahlapparatur im Hoch- und Ultrahochvakuum zur Herstellung und Deposition kleiner Metallcluster. Zunächst wird der Aufbau der Apparatur und insbesondere die neu entwickelte Clusterquelle im Detail beschrieben. Die verschiedenen Betriebsparameter der Quelle und der Ionenoptik werden umfassend charakterisiert, sodass Richtlinien für den Betrieb der Apparatur abgeleitet werden können. Dies ist im Laboralltag beson- ders wichtig, um hohe Depositionsraten zu ermöglichen. Dabei wurde auch die Homogenität der hergestellten Proben beziehungsweise des Clusterstrahls mittels Rastertunnelmikroskopie, Röntgenphotoelektronenspektroskopie und in-situ Ionenstommessungen untersucht. Die beobachteten Strahlprofile und Clusterverteilungen sind dabei häufig sehr inhomogen, sodass zukünftig eine Möglichkeit zur Kontrolle und Optimierung des Strahlprofils geschaffen werden muss. Die Leistungsfähigkeit der Apparatur hinsichtlich der Deposition von intakten, mas- senselektierten Ag_N-, Pt_N- und Au_N-Clusterkationen wird mittels Röntgenphotoelektronenspektroskopie untersucht. Hierbei kann neben dem Einfluss des Substrats ein eindeutiger Trend bezüglich steigender Bindungsenergie der Photoelektronen mit sinkender Clustergröße beobachtet werden. Darüber hinaus wurden auch die Auswirkungen einer erhöhten Einschlagsenergie der Cluster während der Deposi- tion studiert. Die erhaltenen Ergebnisse verdeutlichen, dass der zuvor beobachtete Größeneffekt im Falle von Pt_N auf HOPG durch eine Implantation der Cluster teil- weise aufgehoben wird. Mit Hilfe der Röntgenphotoelektronenspektroskopie konnte somit gezeigt werden, dass eine Deposition von isolierten, massenselektierten Clu- stern möglich ist und die aufgebaute Apparatur ein leistungsfähiges Werkzeug zur Deposition verschiedener Clusterspezies auf einer Vielzahl von Substraten mit kontrollierbarer Einschlagsenergie ist. |
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Alternative Abstract: |
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URN: | urn:nbn:de:tuda-tuprints-55650 | ||||
Classification DDC: | 500 Science and mathematics > 540 Chemistry | ||||
Divisions: | 07 Department of Chemistry 07 Department of Chemistry > Eduard Zintl-Institut > Physical Chemistry |
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Date Deposited: | 10 Jul 2016 19:55 | ||||
Last Modified: | 10 Jul 2016 19:55 | ||||
PPN: | |||||
Referees: | Schäfer, Prof. Dr. Rolf ; Hess, Prof. Dr. Christian | ||||
Refereed / Verteidigung / mdl. Prüfung: | 4 July 2016 | ||||
Export: | |||||
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