Gasphasen-Kondensation von Kohlenstoff-Nanopartikeln und ihre strukturelle Charakterisierung

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Der Gegenstand dieses Projektes ist die Erzeugung und Charakterisierung von Kohlenstoff-Nanopartikeln mit definierter Zusammensetzung. Diese Nanopartikel sind von besonderer Bedeutung für die Astrophysik, da sie, in Abhängigkeit von ihren Struktureigenschaften, weitgehend die optischen Eigenschaften kosmischer Gas-Staub-Medien bestimmen können. Die Festkörper-Struktur solcher Kohlenstoffteilchen kann in weiten Grenzen (von graphit- zu diamantartig) variieren und entsprechend starke Veränderungen der Absorptions- und Streueigenschaften verursachen. Zur Erzeugung der Nanoteilchen werden wir in diesem Projekt verschiedene Gasaggregations- und CVD-Quellen verwenden, in denen Kohlenstoffpartikel aus der Gasphase kondensieren. Diese Quellen können mit einer Partikelstrahl-Apparatur kombiniert werden, mit deren Hilfe Kondensationsprodukte von verschiedenen Stellen in der Reaktionszone extrahiert werden können. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, Teilchen und Zwischenprodukte der Kondensation zu analysieren und somit Informationen über die Bildungswege der Teilchen zu erhalten. Zur Analyse werden Flugzeit-Massenspektrometrie, (hochauflösende) Elektronenmikroskopie und spektroskopische Methoden in verschiedenen Energiebereichen wie (Vakuum-) Ultraviolett-, Infrarot-, Raman- und Elektronen-Energieverlust-Spektroskopie eingesetzt.