Infrared Spectroscopy of Small Astrophysically Relevant Molecules

Witsch, Daniel Benjamin

dc.date.accessioned	2021-12-06T10:07:52Z
dc.date.available	2021-12-06T10:07:52Z
dc.date.issued	2021
dc.identifier	doi:10.17170/kobra-202108234618
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/123456789/13422
dc.description	Zugleich: Dissertation, Universität Kassel, 2021	ger
dc.language.iso	eng	eng
dc.publisher	kassel university press
dc.rights	Namensnennung - Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/	*
dc.subject	high-resolution infrared spectroscopy	eng
dc.subject	small transient molecules	eng
dc.subject	quantum cascade laser	eng
dc.subject	laser-ablation	eng
dc.subject	interstellar dust formation	eng
dc.subject	astronomical observations	eng
dc.subject.ddc	530
dc.title	Infrared Spectroscopy of Small Astrophysically Relevant Molecules	eng
dc.type	Buch
dcterms.abstract	In this work, the astrophysically relevant molecules, TiO, Al₂O and Si₂C, have been investigated in the laboratory. Molecules were produced in a laser ablation source. Intense laser pulses were focused on solid titanium, aluminum or silicon sample. Vaporized material was picked up by a reactant gas, i.e., nitrous oxide or methane, diluted in helium. The material was guided through a reaction channel, and was subsequently expanded into a vacuum chamber, where a supersonic jet was formed. This expansion adiabatically cooled down the molecules. Infrared radiation of a quantum cascade laser perpendicularly intersected the jet, which allowed the measurement of almost Doppler spectrum of Si2C around 8 µm, and parts of the Al₂O and TiO spectra around 10 µm were measured in a step-scan mode. In addition, a new fast frequency sweep technique was set up and successfully applied to extend the spectral coverage in the 10 µm region. A total of 2091 infrared transitions were identified, and were assigned to vibrational bands TiO, Al₂O and Si₂C. Additionally, selected pure-rotational transitions of Si₂C were measured around in the microwave region. Microwave radiation was created by a synthesizer and was up-converted to the 300 GHz regime by a amplifier-multiplier chain.	eng
dcterms.abstract	In dieser Arbeit wurden die astrophysikalisch relevanten Moleküle, TiO, Al₂O und Si₂C im Labor untersucht. Die Moleküle wurden in einer Laserablationsquelle hergestellt. Feste Titan-, Aluminium- oder Siliziumproben wurden mittels intensive Laserpulse auf verdampft. Das abgetragene Material wird mit einer Gasmischung aus Distickstoffoxid oder Methangas verdünnten in Helium durch einen Reaktionskanal geleitet und anschließend adiabatisch in eine Vakuumkammer expandiert. Dabei entsteht ein Überschalldüsenstrahl. Dieser wird senkrecht zur Ausbreitungsrichtung mit Infrarotstrahlung eines Quantenkaskadenlasers abgetastet. Dieser Aufbau ermöglicht es nahezu dopplerfreie Spektren der gewünschten Moleküle mit einem Auflösungsvermögen von 10⁷ aufzunehmen. Das Spektrum von Si2C bei 8 µm sowie Teile der Spektren von TiO und Al₂O bei 10 µm wurden mit einem Step-Scan Verfahren gemessen. Weitere Messungen bei 10 µm wurden mit einer Frequenzmodulationstechnik durchgeführt. Im Rahmen dieser Arbeit wurden 2091 Infrarotübergänge den Vibrationsbanden von TiO, Al₂O und Si₂C zugeordnet. Zusätzlich wurden ausgewählte Rotationsübergänge von Si₂C im Mikrowellenbereich gemessen. Die Mikrowellenstrahlung wurde mit einem Synthesizer erzeugt und mit einer Verstärkungs- und Vervielfacherkette in den 300 GHz-Bereich konvertiert.	ger
dcterms.accessRights	open access
dcterms.creator	Witsch, Daniel Benjamin
dcterms.dateAccepted	2021-07-09
dcterms.extent	X, 277 Seiten
dc.contributor.corporatename	Kassel, Universität Kassel, Fachbereich Mathematik und Naturwissenschaften
dc.contributor.referee	Giesen, Thomas (Prof. Dr.)
dc.contributor.referee	Schlemmer, Stephan (Prof. Dr.)
dc.publisher.place	Kassel
dc.relation.isbn	978-3-7376-0982-1
dc.subject.swd	Interstellarer Staub	ger
dc.subject.swd	Staubkorn	ger
dc.subject.swd	Infrarotspektroskopie	ger
dc.subject.swd	Kleines Molekül	ger
dc.subject.swd	Quantenkaskadenlaser	ger
dc.subject.swd	Laserablation	ger
dc.subject.swd	Astronomische Beobachtung	ger
dc.type.version	publishedVersion
kup.iskup	true
kup.price	29,00
kup.subject	Naturwissenschaft, Technik, Informatik, Medizin
kup.typ	Dissertation
kup.institution	FB 10 / Mathematik und Naturwissenschaften
kup.binding	Softcover
kup.size	DIN A5
ubks.epflicht	true