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Dissociation dynamics in Coulomb explosion imaging of diatomic molecules

Knoll, Lars

German Title: Dissoziationsdynamik in der Coulombexplosion zweiatomiger Molekuelionen

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Abstract

Bei der Coulomb Explosion wird die folieninduzierte Dissoziation isolierter Molekülionen gemessen. Um strukturelle Parameter des Moleküls aus diesen Messungen zu extrahieren müssen Annahmen über die Form des dissoziativen Potentiales gemacht werden. Die Benutzung einfacher Coulomb Potentiale erlaubt eine sehr gute Beschreibung vieler der Messungen, erweist sich aber als zu ungenau für einen Teil der experimentell gemessenen Daten. In dieser Arbeit werden systematische Messungen durchgeführt um ein besseres Verständnis der Dissoziationsdynamik zu erhalten. Zu diesem Zweck wurde die Coulomb Explosion von drei verschiedenen Molekülionen (HeH$^+$, LiH$^+$ und CH$^+$) gemessen. Da die strukturellen Parameter aller obigen Moleküle gut bekannt sind können sie benutzt werden um die Dissoziationspotentiale bei der Coulomb Explosion auszumessen. Die Messungen werden mit drei verschiedenen Modellen des Dissoziationsprozesses verglichen: Dem Bild einer Explosion auf Coulomb Trajektorien das eine sehr gute Beschreibung der Explosion vollständig gestrippter Ionen liefert, ein einfaches Modell, das für Explosionen bei denen ein Elektron im System verbleibt, einen Teil der Elektron-Ion Wechselwirkung mit einbezieht und einer Quantenchemischen Berechnung der Dissoziationspotentiale.

Translation of abstract (English)

Coulomb explosion imaging measures the foil induced dissociation of isolated molecules. To extract structural parameters of the molecules from these measurements assumptions about the potential driving the dissociation have to be made. Using simple Coulomb potentials to model the dissociation dynamics while giving a very good description for a lot of systems does not model correctly part of the experimental data measured with Coulomb explosion imaging. In this work systematic measurements of the dissociation dynamics happening during and after the passage of the molecular ion through the target foil are performed. Three different molecular ions (HeH$^+$, LiH$^+$ and CH$^+$) were used for this study. Since all of them are theoretically well known they can be used to experimentally probe the potentials driving the dissociation. The measurements are compared to different models describing the dissociation process: The Coulomb explosion picture which is known to work for explosions of fully stripped ions, a simple model taking into account part of the interaction when one electron remains in the system and a full quantum chemical calculation of the dissociation potentials.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Schwalm, Prof. Dr. Dirk
Date of thesis defense: 21 June 2000
Date Deposited: 07 Jul 2000 00:00
Date: 2000
Faculties / Institutes: Service facilities > Max-Planck-Institute allgemein > MPI for Nuclear Physics
Subjects: 530 Physics
Controlled Keywords: Dissoziation, Molekülstruktur, Speicherring, Experiment / Physik
Uncontrolled Keywords: Coulomb Explosion , Targeteffekte , zweiatomige MolekueleCoulomb Explosion , molecular structure , storage ring , dissociation , target effects
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