Methoden und Ausrüstung der Arbeitsgruppe Backus

Transiente Absorption und 2D-IR-Spektroskopie

Zur Untersuchung der Bulk-Dynamik setzen wir die transiente Absorptionsspektroskopie sowohl im sichtbaren als auch im infraroten Bereich ein. Durch Anregungspulse vom UV- in den IR-Bereich können sowohl elektronische als auch Schwingungsübergänge angeregt werden. Die Reaktion des Systems kann entweder durch die Untersuchung elektronischer Übergänge mit einer Weißlichtsonde oder von Schwingungsübergängen mit Infrarotlicht verfolgt werden. Durch Änderung der Infrarot-Pumpfrequenz können zweidimensionale IR-Spektren erhalten werden.

Summenfrequenzgenerations-Spektroskopie

Um selektiv Grenzflächenmoleküle zu untersuchen, verwenden wir die nichtlineare Methode der Summenfrequenzgenerierung (SFG) Spektroskopie. Bei dieser Methode wird von zentrosymmetrischen Medien kein Signal erzeugt. An Grenzflächen wird die Massensymmetrie gebrochen, so dass die Grenzfläche selektiv untersucht werden kann. Bei der SFG-Spektroskopie werden ein sichtbarer und ein infraroter Laserstrahl an der zu untersuchenden Oberfläche räumlich und zeitlich überlagert. Befindet sich das Infrarotlicht in Resonanz mit einer Molekülschwingung, wird das Signal stark verstärkt. Auf diese Weise erhält man das Schwingungsspektrum von Grenzflächenmolekülen. Das Spektrum liefert nicht nur Informationen darüber, welche Moleküle vorhanden sind, sondern auch über deren Umgebung und Ausrichtung. In den letzten Jahren hat sich die Technik zur phasen-, zeit- und mehrdimensionalen Spektroskopie weiterentwickelt. Mit der phasenaufgelösten SFG-Methode kann die Orientierung der Moleküle enträtselt werden. Die zeitaufgelöste SFG liefert Informationen über die Relaxation der Schwingungsenergie, die Rotationsdynamik und die Reaktionspfade.