Fundamentale Charakterisierung miniaturisierter, fensterloser Funkenentladungslampen für die Atmosphärendruck-Ionisationsmassenspektrometrie

• Antragsteller: Dr. Hendrik Kersten
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 217458173

Gegenstand der Untersuchungen sind miniaturisierte VUV-Funkenentladungslampen für die Atmosphärendruck-Ionisationsmassenspektrometrie. Die Vorteile dieser gepulsten Strahlungsquellen sind: (1) Hohe Ionisationseffizienz, (2) einfache Implementierung in komplexe Aufbauten, (3) vollständige Transmission aller generierter Wellenlängen (Ionisation unter 100 nm bei Atmosphärendruck), (4) optionale Einkopplung hochangeregter Spezies aus der Entladungszone in den Probengasstrom (z.B. Penningionisation) und (5) Durchführung zeitaufgelöster massenspektrometrischer und spektroskopischer Messungen. Es soll ein qualitativer und quantitativer Zusammenhang zwischen der generierten VUV-Strahlung und der Bildung hochangeregter Spezies als Funktion der Gaszusammensetzung und des -druckes hergestellt werden. Die spektroskopische (50 bis 1000 nm) und massenspektrometrische Charakterisierung verschiedener Entladunsgasarten, mischungen und -drücken steht im Mittelpunkt der Untersuchungen. Dies erfordert die Erweiterung des Messbereichs eines vorhandenen VUV-Spektrometers auf unter 100 nm (bei Atmosphärendruckbedingungen) und die Anschaffung eines Forschungsmassenspektrometers. Letzteres ist in der Lage, (1) energieselektierte Elektronen zur Ionisation zur Verfügung zu stellen (Quantifizierung metastabiler Spezies), (2) im positiven und im negativen Modus zu operieren (Detektion radikalischer Spezies), (3) mechanisch modulierte Düsenstrahlexpansionen zu akquirieren (Untergrund/Signaloptimierung) und (4) zeitaufgelöst (<100 ns) in Einzelionenzählung zu operieren (mechanistische Untersuchungen).

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Großgeräte: Massenspektrometer
• Gerätegruppe: 1720 Spezielle Massenspektrometer (Flugzeit-, Cyclotronresonanz-, Ionensonden, SIMS, außer 306)
• Beteiligte Person: Professor Dr. Thorsten Benter