High-field EPR and ENDOR investigation of structure and dynamics of new nanostructured materials

• Applicant: Professor Dr. Klaus-Peter Dinse
• Subject Area: Physical Chemistry of Solids and Surfaces, Material Characterisation
• Term: from 1998 to 2005
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5130718

Mit Elektronenspin-Mehrfachresonanzverfahren im Spektralbereich von 100 GHz soll die Struktur und Dynamik von endohedralen Fullerenen und anderer molekularer Käfigstrukturen untersucht werden. Fullerene eignen sich als nahezu ideale Fallen zum dauerhaften Einschluß von hochreaktiven Atomen wie Stickstoff und Phosphor, während das kleinere Wasserstoffatom bei Zimmertemperatur bisher nur in Silizium/Sauerstoff-Käfigen stabil eingebaut werden konnte. Alle diese Systeme eignen sich wegen ihrer geschlossenen Struktur in hervorragender Weise zum Studium der Wechselwirkung der eingeschlossenen Teilchen mit der inneren Oberfläche des Käfigs. Zusätzlich lassen sie sich auch als Sonde zur Untersuchung der umgebenden Matrix verwenden. Mit Stickstoff, Phosphor und Wasserstoff stehen paramagnetische Teilchen unterschiedlicher Spinmultiplizität zum Studium nanostrukturierter Matrizen zur Verfügung. Einerseits können mit Elektron-Kern-Doppelresonanzmethoden Kerne in der unmittelbaren Umgebung der Spinsonde identifiziert werden, und andererseits kann über eine Analyse der Frequenzabhängigkeit der Relaxationsraten Aufschluß über die Dynamik der Umgebung bzw. des Käfigs selbst gewonnen werden. Die methodische Weiterentwicklung der magnetischen Resonanzverfahren zielt darauf ab, auch selektiv die Dynamik von Bewegungsvorgängen definierter molekularer Gruppen erfassen zu können.

• DFG Programme: Priority Programmes
• Subproject of: SPP 1051: Hochfeld-EPR in Biologie, Chemie und Physik
• Major Instrumentation: ENDOR probe head
• Instrumentation Group: 1770 Elektronenspinresonanz-Spektrometer (EPR, ESR)
• Participating Persons: Professor Dr. Rüdiger-A. Eichel; Dr. Norbert Weiden