Untersuchung der Excimerbildung von 9,10-Dichloroanthrazen

Published: Dec. 17, 2013, 11 a.m.

b'Durch moderne Laserspektroskopie ist es mittlerweile m\\xf6glich, chemische Reaktionen mit einer Zeitaufl\\xf6sung von wenigen Femtosekunden zu untersuchen. Auf der anderen Seite kann die Molek\\xfclstruktur mithilfe von R\\xf6ntgenstrukturanalyse sehr exakt bestimmt werden. Die vorliegende Doktorarbeit besch\\xe4ftigt sich damit, diese beiden Gebiete zusammenzubringen.\\nDer erste Teil der Dissertation beschreibt den Aufbau einer Laserplasmaquelle am Lehrstuhl f\\xfcr BioMolekulare Optik. Ein hochenergetischer Laserimpuls wird in einer Vakuumkammer auf ein Kupferband fokussiert. Dabei entsteht charakteristische Kupfer-K-alpha-Strahlung, die auf die kristalline Probe abgebildet wird. Ein zweiter Laserimpuls induziert in der Probe eine chemische Reaktion, die die Kristallstruktur\\n\\xe4ndert. Mit diesem Aufbau sind R\\xf6ntgenbeugungsmessungen mit einer Zeitaufl\\xf6sung\\nvon wenigen hundert Femtosekunden m\\xf6glich.\\nAn einem m\\xf6glichen Probenkristall, DIABN, wurden zudem Transmissionsmessungen mit einer R\\xf6ntgen-Streak-Kamera durchgef\\xfchrt. Dieses Molek\\xfcl zeigt\\neinen Ladungstransferzustand auch in der kristallinen Phase, welcher mit einer Struktur\\xe4nderung einhergeht. Der Ladungstransfer beeinflusst aber auch die Ausrichtung der umgebenden Molek\\xfcle, was die Extinktion des Kristalls stark ver\\xe4ndert. Dieser Effekt kann mit zeitaufgel\\xf6sten Transmissionsmessungen untersucht werden, bevor R\\xf6ntgenbeugungsexperimente durchgef\\xfchrt werden.\\nDer Hauptteil der Dissertation handelt von der Excimerbildung in 9,10-Dichloroanthrazen\\n(DCA). Mit zeitaufgel\\xf6ster Emissions- und Absorptionsspektroskopie wurde zun\\xe4chst das Verhalten in L\\xf6sung beobachtet. Hier konnte erstmals eine detaillierte Studie zur Konzentrationsabh\\xe4ngigkeit der Excimerbildung von DCA erstellt werden. Mit den dabei gewonnen Erkenntnissen konnte eine vergleichende\\nUntersuchung der beiden Kristallformen, alpha und beta, durchgef\\xfchrt werden. Entgegen\\nandersartigen Darstellungen in der Literatur konnte gezeigt werden, dass in der alpha-Form keine Excimerbildung stattfindet, w\\xe4hrend f\\xfcr die beta-Form die Bildungsrate bei Raumtemperatur bestimmt werden konnte. Die experimentellen Befunde lassen sich wie folgt erkl\\xe4ren: W\\xe4hrend in L\\xf6sung die Bildungsrate mit der Konzentration\\nsteigt, da es ein diffusionskontrollierter Prozess ist, sind im Kristall die beteiligten\\nMolek\\xfcle relativ starr im Kristallgitter fixiert. In der beta-Form verhindert die relative Anordnung der Molek\\xfcle eine Excimerbildung, wohingegen in der alpha-Form die Molek\\xfcle fast perfekt parallel ausgerichtet sind und innerhalb k\\xfcrzester Zeit ein Excimer bilden. Dieses System ist eine ideale Probe f\\xfcr die neu aufgebaute Laserplasmaquelle.'