Dr. Arnaud Rouzée wurde mit dem „JCP Editor’s Choice Award 2020“ ausgezeichnet

Dr. Arnaud Rouzée wurde mit dem „JCP Editor’s Choice Award 2020“ ausgezeichnet. Diese Auszeichnung erhielt er für seine herausragende Arbeit, die 2019 unter dem Titel „Atomic-resolution imaging of carbonyl sulfide by laser-induced electron diffraction“ (Abbildung von Carbonylsulfid mit atomarer Auflösung durch laserinduzierte Elektronenstreuung) im Journal of Chemical Physics veröffentlich wurde.

Diese Arbeit wurde gemeinsam mit der Gruppe von Jochen Küpper am Zentrum für freie Elektronenlaser (CFEL) in Hamburg durchgeführt. Hierbei wurden die Bindungslängen von Carbonylsulfid (OCS) experimentell mit Hilfe der laserinduzierten Elektronenstreuung (LIED) bestimmt. Hierzu wurde das OCS Molekül durch ein intensives und sehr kurzes Laserfeld im mittleren infraroten Spektralbereich ionisiert und die Winkelverteilung der Photoelektronen mit einem neu entwickelten Spektrometer (VMI) im Energiebereich bis zu 500 eV vermessen. Im starken Laserfeld wurde zunächst ein Elektron aus dem OSC gelöst und vom Molekül weg beschleunigt. Anschließend wurde das Elektron vom Laserfeld zum ionisierten Molekül zurückgeführt, wo es dann elastisch gestreut wurde. Die gestreuten Elektronen wurden abermals im Laserfeld beschleunigt, wobei sie sehr hohe kinetische Energien erreichen. Aus der vermessenen Winkelverteilung konnten Rouzée und Mitarbeiter den differentiellen Wirkungsquerschnitt (DCS) des Moleküls bestimmen und daraus die molekularen Bindungslängen mit eine Genauigkeit vom weniger als 5 pm extrahieren. Das Experiment konnte mit nur 10 Minuten Integrationszeit durchgeführt werden, was einer fast 100-fachen Verbesserung gegenüber vergleichbaren Studien entspricht. Das Experiment eröffnet damit einen neuen Zugang zur Aufnahme sogenannter „molekularer Filme“, in denen die zeitliche Entwicklung molekularer Strukturen während photochemischer Reaktionen mit einer Auflösung von Pico- bis Femtosekunden dargestellt werden kann.

 

Abbildung 1:

Winkelverteilung der Photoelektronen des OSC Moleküls nach Ionisation mit einem 2 μm Laserfeld. Aus dieser Winkelverteilung werden die molekularen Bindungslängen bestimmt.

Originalpublikation

"Atomic resolution imaging of carbonyl sulfide by laser-induced electron diffraction"

E. T. Karamatskos, G. Goldsztejn, S. Raabe, P. Stammer, T. Mullins, A. Tabattoni, R. R. Johansen, H. Stapelfeldt, S. Trippel, M. J. J. Vrakking, J. Küpper and A. Rouzée

J. Chem Phys. 150, 244301 (2019)

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