A Cryogenic Mass Spectrometer for Action Spectroscopy of Single Nanoparticles

Diese Dissertation legt den Grundstein für eine neue experimentelle Technik zur Untersuchung einzelner Nanopartikel in der Gasphase, durch Kombination von Nanopartikel-Massenspektrometrie (NPMS) mit Photodissoziations-Wirkungsspektroskopie. Zu diesem Zweck wurde ein neues NPMS Experiment entworfen, konstruiert und charakterisiert. NPMS, ist eine Technik bei der die absolute Masse eines einzelnen Nanopartikels in einer Paul-Falle optisch und daher zerstörungsfrei bestimmt wird. Die wesentliche Neuerung des aktuellen Aufbaus, und Kernelement dieser Arbeit, ist eine neue Tieftemperatur-Ionenfalle, mit verbessertem optischen Zugang, Temperaturkontrolle (8 to 350 K) und elektrischem Potential im Vergleich zu bisher verwendeten Modellen.This doctoral thesis lays the foundations for a novel experimental technique, combining nanoparticle mass spectrometry (NPMS) with photodissociation action spectroscopy, to investigate single nanoparticles in the gas phase. To this end, a new NPMS setup was designed, constructed and characterized. NPMS , currently used in only a few laboratories worldwide, is a technique where the absolute mass of a single nanoparticle, trapped in a quadrupole ion trap (QIT), is determined non-destructive by optical means. The essential novelty of the current setup, and core element of this thesis, is a new cryogenic split-ring electrode trap (SRET) design, with improved optical access, temperature control (8 to 350 K) and trapping potential compared to previously used versions

A Cryogenic Mass Spectrometer for Action Spectroscopy of Single Nanoparticles

Diese Dissertation legt den Grundstein für eine neue experimentelle Technik zur Untersuchung einzelner Nanopartikel in der Gasphase, durch Kombination von Nanopartikel-Massenspektrometrie (NPMS) mit Photodissoziations-Wirkungsspektroskopie. Zu diesem Zweck wurde ein neues NPMS Experiment entworfen, konstruiert und charakterisiert. NPMS, ist eine Technik bei der die absolute Masse eines einzelnen Nanopartikels in einer Paul-Falle optisch und daher zerstörungsfrei bestimmt wird. Die wesentliche Neuerung des aktuellen Aufbaus, und Kernelement dieser Arbeit, ist eine neue Tieftemperatur-Ionenfalle, mit verbessertem optischen Zugang, Temperaturkontrolle (8 to 350 K) und elektrischem Potential im Vergleich zu bisher verwendeten Modellen.This doctoral thesis lays the foundations for a novel experimental technique, combining nanoparticle mass spectrometry (NPMS) with photodissociation action spectroscopy, to investigate single nanoparticles in the gas phase. To this end, a new NPMS setup was designed, constructed and characterized. NPMS , currently used in only a few laboratories worldwide, is a technique where the absolute mass of a single nanoparticle, trapped in a quadrupole ion trap (QIT), is determined non-destructive by optical means. The essential novelty of the current setup, and core element of this thesis, is a new cryogenic split-ring electrode trap (SRET) design, with improved optical access, temperature control (8 to 350 K) and trapping potential compared to previously used versions