Ziel der Doktorarbeit ist es, spektroskopische Informationen über die Geometrie von stark gebundenen Clustern in der Gasphase als Funktion ihrer Größe und ihres Ladungszustandes experimentell zu ermitteln. Der Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung von Methoden zur Infrarot-Spektroskopie von Clustern unter Verwendung von weniger üblichen Lichtquellen, Infrarot Freie-Elektronen-Lasern. Dabei werden Verfahren mit breiter Anwendbarkeit präsentiert, welche die Untersuchung bisher unzugänglicher

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... me erlauben. Diese neuen Techniken werden mit etablierteren Methoden kombiniert, um tiefere Einblicke in ein einzelnes System (Magnesiumoxid) zu erlangen. Mittels abstimmbarer IR-UV-Zwei-Farben-Ionisation werden die IR-Spektren von neutralen Clustern bestimmt. Halbleiter und Metalloxid Cluster werden mit ihr im fernen und mittleren Infrarotbereich untersucht. Dabei kommt der Freie-Elektronen-Laser für Infrarot-Experimente (FELIX) zum Einsatz. Für anionische (Übergangsmetall-) Cluster können IR-Spektren mittels IR-Resonanz-Verstärkter-Mehr-Photonen-Elektronenablösung aufgenommen werden. Diese Technik wurde erst kürzlich durch die Verfügbarkeit einer intensiveren Infrarot Strahlungsquelle, dem Freie-Elektronen-Laser für Intra-Cavity-Experimente (FELICE), ermöglicht. Die hier vorgestellten Experimente zählen zu den ersten, die diesen neuen Laser verwenden. Die Instrumentenentwicklung und der Nachweis des Funktionsprinzips der Messmethode erfolgen durch Messungen an Metallkarbiden. Diese wurden zusätzlich mit Anionen-Photoelektronen-Spektroskopie untersucht, welche nützliche Informationen über die Energetik des Elektronenauslöseprozesses liefert. Die Methode wird anschließend dazu genutzt, IR-Spektren von Übergangsmetall-Clustern aus Niob zu gewinnen. Magnesiumoxid-Cluster mit unterschiedlicher Größe, Ladungszustand oder Stoichiometrie werden mittels verschiedenster IR Spektroskopiemethoden untersucht. Diese Cluster dienen als Modellsysteme für einen der vielversprechendsten Katalysatoren für die Aktivierung von Methan. Die st [...]