Wasserstoffchemisorption an einfachen Metallclustern - KOPS ...

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Wasserstoffchemisorption an einfachen Metallclustern - KOPS ...

4. Experimenteller Aufbau

nigt. Die Größe der Beschleunigungseinheit ≡ Anzahl der Ringe beeinflusst die erreich-

bare Massenauflösung und die Intensität der Clusterionen in komplementärer Weise: eine

kleinere Beschleunigungseinheit bedeutet eine höhere Massenauflösung, aufgrund einer

schmaleren Geschwindigkeitsverteilung der Cluster in dem kleinerem Volumen, jedoch

eine geringe Intensität; eine größere Beschleunigungseinheit bewirkt das Gegenteil. Die

Geschwindigkeitsverteilung wird breiter, weil der räumliche Abstand der Cluster größer

wird.

Die erreichbare Geschwindigkeit der Cluster ergibt sich aus dem Energiesatz:

v=

Wird die Definition der Geschwindigkeit v= s t

� 2qαU0

m


m

t = s·

2qαU0

eingesetzt ergibt sich die Flugzeit t zu:

(4.1)

(4.2)

s ist die Driftstrecke, m die Clustermasse. q ist die Ladung der Cluster, U0 ist die Beschleu-

nigungsspannung in Volt. α ist ein Korrekturfaktor um Effekte zu berücksichtigen, die die

Massenauflösung Δm m

aufgrund von Feldinhomogenitäten verschlechtern. Die Beziehung

zwischen Flugzeit t und Masse m läßt sich mit

t ∝ √ m (4.3)

kurz erfassen. Zur Kalibrierung des TOF-Massenspektrometers benutzt man bekannte Clus-

termaterialien mit charakteristischen, bekannten Spektren zum Beispiel: Gold oder Silber.

Daran läßt sich dann eine Kalibrierung zwischen Flugzeit t und Masse m für gegebenes U0

erstellen.

Die maximale Massenauflösung Δm m

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wird durch die folgenden Effekte begrenzt:

• Das Clusterpaket aus der PACIS hat eine räumliche Ausdehnung: dies bedeutet,

dass nicht alle Cluster die komplette Beschleunigungsspannnung erfahren. Somit

bekommt man eine Verteilung der kinetischen Energie. Diese Unschärfe führt zu

unterschiedlichen Ankunftszeiten von Clustern gleicher Masse. Die räumliche Aus-

dehnung ist der größte Verbreiterungseffekt. Er kann nur konstruktiv beeinflusst wer-

den (Größe der Beschleunigungseinheit, siehe oben).

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