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Schnelle Bewegungen auf Oberflächen messen

Von Wiley-VCH zur Verfügung gestellt

Wie sich Atome und Moleküle auf kristallinen Oberflächen bewegen, bestimmt oft die Kinetik chemischer Reaktionen. Experimentelle Untersuchungen hierzu sind selten, da die verfügbaren Techniken oft auf wenige Systeme beschränkt sind. Eine Ausnahme ist die Helium-Spin-Echo-Spektroskopie.

Bisher war es vor allem mikroskopischen Techniken wie Rastertunnelmikroskopie vorbehalten, die Bewegung von Molekülen auf Oberflächen zu erfassen. Rastertunnelmikroskopie nimmt mikroskopische Bilder während der Bewegung der Moleküle auf. Allerdings sind hierfür üblicherweise besonders tiefe Temperaturen notwendig (um 20 K) – die Bewegung wird sozusagen eingefroren. Sie muss so verlangsamt werden, dass die Moleküle während der Erfassung des Bildes nicht verschwommen erscheinen.1) Zudem beeinflusst der Tunnelstrom fragile Moleküle wie Wasser.2)

Um die Bewegung von Molekülen auf einer Oberfläche zu ermitteln, gibt es eine relativ neue Technik: die experimentelle Helium-Spin-Echo(HeSE)-Spektroskopie.3) Sie basiert auf der Streuung von Heliumatomen mit einer Energie von wenigen Millielektronenvolt. Dadurch detektiert sie die Bewegung isolierter Wassermolekü

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