Die von uns verwendete Molekularstrahlapparatur ist in den Abb. 1 und 2 in einer Fotografie und schematisch dargestellt. Die Apparatur setzt sich aus fünf Teilbereichen zusammen, die mit Buchstaben gekennzeichnet sind: A) Clusterquelle, B) Geschwindigkeitsmessung, C) Strahlformung, D) Ablenkung und E) Teilchendetektion.
In der Laserverdampfungsquelle wird ein gerichteter Molekularstrahl aus Clustern mit einer breiten Größenverteilung erzeugt, die typischerweise von einem einzelnen bis zu etwa 50 Atomen reicht. Eine wichtige Komponente der Clusterquelle ist die Kryodüse (A5), mit der die Cluster vor der Expansion ins Hochvakuum auf eine beliebige Temperatur zwischen 30 und 450 K thermalisiert werden können [8]. Die Doppelskimmereinheit (A6) und die beiden Kollimatoren (C1 und C2) dienen zur Strahlformung. Die Geschwindigkeit der Cluster kann mit Hilfe eines selbstgebauten mechanischen Shutters (B1) gemessen werden. Im Anschluss durchfliegen die Cluster die Stark-Elektroden (D1) und einen Stern-Gerlach-Magneten (D2), wobei sie, je nach durchgeführtem Experiment, durch (D1) oder (D2) eine Ablenkung senkrecht zu ihrer Flugrichtung erfahren. Anschließend werden sie durch einen F2 -Excimer-Laser (E2) ionisiert und in einem Flugzeitmassenspektrometer (E4, E5) nachgewiesen. Durch Abrastern des Molekularstrahls mit einer verschiebbaren Schlitzblende (E1) werden die Intensitätsprofile mit und ohne elektrisches bzw. magnetisches Feld gleichzeitig für alle Clusterspezies im Molekularstrahl massenaufgelöst aufgenommen. Daraus lässt sich die Verschiebung und Verbreiterung in Folge der Wechselwirkung mit dem elektrischen bzw. magnetischen Feld quantifizieren.
Literatur
S. Schäfer, M. Mehring, R. Schäfer, P. Schwerdtfeger, Phys. Rev. A 2007, 76, 052515.
U. Rohrmann, S. Schäfer, R. Schäfer, J. Phys. Chem. A 2009, 113, 12115–12121.
U. Rohrmann, R. Schäfer, Phys. Rev. Lett. 2013, 111, 133401.
