Arbeitsgruppe apl. Prof. Dr. Jens-Uwe Grabow

Die Arbeitsgruppe Grabow forscht an hochauflösenden und beitbandigen Zeitdomänen-Kohärenztechniken in der FT-Mikrowellenspektroskopie.

FORSCHUNGSEXPERTISE: MOLEKULARSTRAHLSPEKTROSKOPIE

Die Gruppe verfolgt mit der Entwicklung von richtungsweisenden höchstauflösenden und breitbandigen Zeitdomänen-Kohärenztechniken in der FT-Mikrowellenspektroskopie und verschiedenen Überschallexpansionsquellen die Untersuchung von intra- und intermolekularen Eigenschaften von Molekülen und deren Bausteinen bzw. Aggregaten.

Zeitdomänen-Kohärenztechniken in der FT-Mikrowellenspektroskopie werden zur Untersuchung von Struktur und Dynamik von Clustern, astrochemischen und atmosphärischen Verbindungen sowie kleiner Biomoleküle einschließlich deren Addukte zu Lösungsmittelmolekülen sowie auch für spektroskopische Höchstpräzisionsmessungen zur Unterstützung von fundamentalen Fragen der Physik eingesetzt.

FORSCHUNGSSCHWERPUNKT

Die FT-Mikrowellenspektroskopie umfasst heute eine Vielfalt von neuen Zeitdomänen-Techniken, die maßgeblich von uns entwickelt wurden, um mit hoher Nachweisempfindlichkeit und Frequenzgenauigkeit Spektren aufzunehmen, welche auf Übergängen zwischen Rotationszuständen beruhen. Für die meisten Moleküle oder molekularen Systeme wir z.B. Cluster treten diese Übergänge im Mikrowellenbereich (MW) auf, welcher die Regionen der cm-, mm- und sub-mm Wellen umfasst, wobei letzterer auch als Fern-Infrarot bekannt ist und neuerdings auch als THz-Region bezeichnet wird. Während die Molekülrotationsspektren traditionell mit molekularer Strukturbestimmung in Verbindung gebracht werden, adressiert die heutige Mikrowellenspektroskopie eine große Breite von grundlegenden und angewandten Problemstellungen in der Physikalischen Chemie, Molekülphysik und benachbarten Disziplinen: Fragen über die Molekülstruktur, Konformations- und Tautomerenumwandlung, chemische Bindung, Ladungstransfer und interne Dynamik beschränken sich nicht auf isolierte Moleküle, sondern können auch für nur schwach gebundene – aber immer noch molekülartige - Systeme aufgeklärt werden. In der spektralen Signatur rotierender Molekülen (mit einer Frequenzgenauigkeit von bis zu 0,000000001 cm-1) lässt sich aber auch nach subtilen Effekten suchen, die fundamentale Fragestellungen der Teilchenphysik, wie nach der postulierten Existenz eines Dipolments des Elektrons oder der möglichen Invarianz des Protonen/Elektronen-Massenverhältnisses beantworten könnten.

FP FT-MW Experiment: Rotationsspektrum des 2,6-Difluorphenols.

Links: Antennen-Reflektor-Düsen-Anordnung für quasi-koaxiale Ausbreitung von Überschallstrahl und elektromagnetischem Feld.

Rechts: Vergrößerung zweier - durch die koaxiale Konfiguration jeweils als Doppler-Duplett sehr schmaler Komponenten auftretende – Linien.


EQUIPMENT

  • Spektrometer
    • Coaxially Oriented Beam-Resonator Aggrangement (COBRA) Fourier Transform-Microwave (FTMW) Spektrometer
    • Scanning Probe-Microwave (SP-MW) Mikroskop
    • I/Q­Modulated Passage-Acquired­Coherence Technique (IMPACT) FTMW-Spektrometer
    • Wideband-I/Q­Modulated Passage-Acquired­ Coherence Technique (WIDE-IMPACT) FTMW-Spektrometer
    • LASER-ablation, DC-discharge, heated, fast-mixing, and standard pulsed supersonic-jet expansion sources

KONTAKT

apl. Prof. Dr. rer. nat. Jens-Uwe Grabow
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