Titelaufnahme

Titel
Low-energy electron interactions with small molecular clusters
Weitere Titel
Low-energy electron interactions with small molecular clusters
VerfasserNeustetter, Michael
Betreuer / BetreuerinnenDenifl, Stephan
Erschienen2016
HochschulschriftInnsbruck, Univ., Diss., 2016
Datum der AbgabeJuni 2016
SpracheEnglisch
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Cluster / Biomoleküle / Organometalle / Elektronenanlagerung / Elektronenionisation
Schlagwörter (EN)Cluster / biomolecules / ogranometals / electron attachment / electron ionization
Zugriffsbeschränkung
 Das Dokument ist ausschließlich in gedruckter Form in der Bibliothek vorhanden.
Links
Nachweis
Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Niederenergetische Elektronen spielen eine wichtige Rolle in Teilbereichen der Medizin und der Technik. Die Wechselwirkung von hochenergetischer Strahlung mit biologischem Gewebe führt zur Freisetzung von niederenergetischen Elektronen im Inneren der Zelle. Diese Sekundärelektronen können mit der DNS oder dessen Umgebung wechselwirken und dadurch zur Schädigung biologisch relevanter Moleküle führen. Um die dabei ablaufenden Prozesse der DNS-Schädigung untersuchen zu können, wurden bisher Versuche zur Elektronenanlagerung in der Gasphase durchgeführt. Leider liefern Gasphasenstudien keine Rückschlüsse auf die Einwirkung der Umgebung wie z.B. die Umhüllung durch Wasser, dem Hauptbestandteil einer lebenden Zelle.

In der Nanobeschichtungstechnik werden sogenannte Präkursormoleküle mittels fokusierter Elektronen bestrahlt, um dünne Schichten aus reinem Metall auf ein Substrat aufzutragen. Diese Methode der Deposition, induzierten durch einen fokussierten Elektronenstrahl (FEBID), ist limitiert in Reinheit und räumlicher Auflösung des aufgetragenen Metalles. Die Limitierung dieser Parameter wird den oben genannten Sekundärelektronen zugeschrieben, welche aus dem Substrat freigesetzt werden und somit mit den Präkursormolekülen wechselwirken können.

In meiner Dissertation untersuchte ich die Einflüsse der Umgebung auf die ablaufenden Prozesse der Elektronenanlagerung sowie Elektronenionisation eines Moleküls behandelt. Diesbezüglich wurde eine sogenannte Clusterquelle geplant und gefertigt. Diese wurde zur Erzeugung hydratisierter Biomolekülcluster und somit zur Simulation extremst vereinfachter biologischer Zellen verwendet. Außerdem konnten mit Hilfe der Quelle Cluster aus organometallischen Molekülen erzeugt werden was bezüglich FEBID von Bedeutung ist.

Zusammenfassung (Englisch)

Secondary, low energetic electrons are of high importance in particular areas of medicine and engineering. Interaction of high energetic radiation with biological tissue leads to the formation of low energetic electrons in living cells. These electrons can interact with the DNA or its surrounding and lead to damage of biological relevant molecules. To investigate the fundamental processes of DNA damage gas phase electron attachment studies have been carried out. However, these studies did not consider the influence of the biological environment, e.g. surrounding water molecules.

In the case of technical applications, focused electron beams are used to deposit very thin layers of pure metals on substrates. This technique known as focused electron beam induced deposition (FEBID) suffers from spatial broadening and impurities in the deposit. This is also accounted to interaction of secondary electrons released from the substrate which interact with the precursor molecules.

In this thesis I investigated the effect of the molecular environment on the electron attachment and electron ionization processes. Therefore a cluster source was designed and constructed which enabled to form either hydrated clusters of biomolecules, which are of interest in the biological context, or pure clusters of organometallic molecules.