Statische und dynamische Suszeptibilitäten von isolierten Molekülen und Clustern

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Elektrische Polarisierbarkeiten und Dipolmomente sind empfindliche Sonden für die elektronische und geometrische Struktur von isolierten Molekülen und Clustern. Die bisher realisierten Experimente zur Bestimmung der elektrischen Suszeptibilitäten sind jedoch in ihrer Aussagekraft begrenzt: Einerseits ist die Genauigkeit der Messungen nicht ausreichend, um verschiedene Isomere und Konformationen der untersuchten Moleküle deutlich zu unterscheiden, und andererseits ist eine Diskriminierung zwischen induzierten und permanenten Dipolmomenten nicht ohne weiteres möglich. Das primäre Ziel des vorgelegten Forschungsvorhabens ist daher der Aufbau eines Experimentes, mit dem statische und dynamische, elektrische Suszeptibilitäten mit bisher nicht erreichter Genauigkeit untersucht werden können und eine saubere Unterscheidung zwischen permanenten und induzierten Dipolmomenten möglich wird. Die Leistungsfähigkeit des neuen Versuchsaufbaus soll in einem ersten Schritt durch Suszeptibilitätsmessungen an isolierten Clustern der schwereren Tetrele (Si, Ge, Sn, Pb) demonstriert werden. Die Untersuchung der dielektrischen Eigenschaften dieser Cluster erlaubt es, die Veränderung der elektronischen Eigenschaften beim Übergang vom isolierten Atom hin zum makroskopischen Festkörper grundsätzlich zu verfolgen und somit auch mögliche Applikationen dieser Nanoteilchen auszuloten. In einem zweiten Schritt sollen die elektrischen Suszeptibilitäten von wichtigen geladenen Molekülaggregaten, wie lonenkomplexen und Biomolekülen, untersucht werden. Aus den gemessenen Suszeptibilitäten können Rückschlüsse über die Konformationen der isolierten Molekülaggregate gezogen werden. Suszeptibilitätsmessungen wären somit ein neuer Zugangsweg für die Untersuchung und Charakterisierung von biologisch relevanten Molekülen in der Gasphase.