Bestimmung der Struktur eines Moleküls mit laser-induzierter Elektronenbeugung

Forscher zeigen, wie Photoelektronenspektren aus dem Labor direkt verwendet werden können, um die Molekülstruktur mit atomarer Präzision aus der laserinduzierten Elektronenbeugung zu bestimmen.

In einer kürzlich bei Nature Communications veröffentlichten Studie berichten Forscher des ICFO (Barcelona, Spanien) um Jens Biegert in Zusammenarbeit mit der Kansas State University, des Max-Planck-Instituts für Kernphysik (MPIK), der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) und der Friedrich-Schiller-Universität Jena über einen alternativen und neuartigen Ansatz, der genaue und präzise Informationen über die molekulare Struktur ohne genaue Kenntnis über das Laserfeld liefert. Sie wendeten die Methode erfolgreich auf die Abbildung des gasförmigen Moleküls Carbonylsulfid (OCS) an, insbesondere auf die Bindungslängen zwischen den konstituierenden Atomen, und zeigten eine signifikant gebogene und asymmetrisch gestreckte Konfiguration der Struktur des ionisierten OCS+.

Hierzu wurde ein Reaktionsmikroskop verwendet, das am MPIK in der Gruppe um Robert Moshammer aus der Abteilung von Thomas Pfeifer entwickelt und gebaut wurde. Hier wird diese Art der Impulsspektroskopie, die auf Joachim Ullrich (vormals MPIK, seit 2012 Präsident der PTB) zurückgeht, seit Jahren erfolgreich zur Untersuchung zeitaufgelöster Moleküldynamik in starken Laserfeldern eingesetzt.


Originalpublikation:

Molecular structure retrieval directly from laboratory-frame photoelectron spectra in laser-induced electron diffraction
A. Sanchez, K. Amini, S.-J. Wang, T. Steinle, B. Belsa, J. Danek, A. T. Le, X. Liu, R. Moshammer, T. Pfeifer, M. Richter, J. Ullrich, S. Gräfe, C. D. Lin and J. Biegert
Nature Communications 12, 1520 (2021), DOI: doi.org/10.1038/s41467-021-21855-4


Weitere Informationen:

Presseinformation des ICFO

Gruppe „Geladene Atome und Moleküle in starken Feldern“ am MPIK

Gruppe „Attoscience and Ultrafast Optics“ am ICFO


Kontakt

PD Dr. Robert Moshammer
Tel.: (+49)6221-516-461
E-Mail: robert.moshammermpi-hd.mpgde

Prof. Dr. Thomas Pfeifer
Tel.: (+49)6221-516-380
E-Mail: thomas.pfeifermpi-hd.mpgde

Prof. Dr. Jens Biegert
ICFO – The Institute of Photonic Sciences
Barcelona, Spanien
Tel.: (+34)935534059
E-Mail: jens.biegerticfoeu


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Schematische Darstellung der Molekülstruktur von ionisiertem Carbonylsulfid (OCS+) mit Darstellung der gebogenen und asymmetrischen Konfiguration und der Bindungslängen zwischen den Atomen. ©ICFO