Infrarot-Spektroskopie und -Lichtstreuung von Teilchenagglomeraten

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Die infrarot-optischen Eigenschaften kosmischer Festkörperpartikel im Submikrometer-Größenbereich bestimmen den Energiehaushalt astrophysikalischer Systeme wie protoplanetarer Scheiben und interstellarer Wolken. Darüber hinaus enthalten die Emissions- und Absorptionsbanden, die in astronomischen InfrarotSpektren beobachtet werden, Strukturinformationen über die verschiedenen Staubpopulationen im Weltraum und bilden daher die Grundlage unseres heutigen Wissens über den kosmischen Staub. Das Verständnis der optischen Eigenschaften kleiner Partikel ist jedoch ein komplexes Problem, da sowohl die "innere" Festkörperstruktur (einschließlich Defekten und Verunreinigungen) als auch die "äußere" Morphologie (Teilchengröße, -form und Agglomerations-Zustand) das Verhalten der Partikel gegenüber elektromagnetischer Strahlung beeinflussen. Aus diesem Grunde sind viele der beobachteten Banden bis jetzt nicht eindeutig identifiziert worden.In diesem Projekt sollen infrarot-spektroskopische Messungen an kleinen Partikeln aus astrophysikalisch interessanten oxidischen Materialien durchgeführt werden, wobei dem Einfluss der Partikel-Morphologie spezielle Aufmerksamkeit gewidmet wird. Für die Präparation der Partikelproben in einem kontrollierten Agglomerations-Zustand soll zunächst die Matrixisolationstechnik genutzt werden. Um Effekte, die durch die Wechselwirkung von Teilchen und Matrix erzeugt werden, separieren zu können, planen wir den Aufbau einer Anordnung für matrix-freie Infrarotspektroskopie von Teilchenensembles mit Hilfe aerodynamischer Fallen.