Project

rotational coherence; degenerate four-wave mixing; ultrafast spectroscopy; coherent anti-Stokes Raman; supersonic beams; ground state dynamics

Lead
Lay summary
Ziel des Projekts ist die extrem genaue Bestimmung der Struktur von nicht-polaren Molekülen und Moleküldimeren. Chemische Bindungslängen und -winkel sind oft nur auf 0.1% genau bekannt, meistens weil sie in Kristallen gemessen werden, in welchen durch die Gitterkräfte die molekulare Struktur leicht deformiert wird. Andererseits sind molekulare Bindungslängen und Winkel in der Gasphase mit modernen theoretisch-chemischen Methoden auf besser als 0.01% berechenbar. Im Rahmen diese Projekts wurde eine Raman-spektroskopische Methode entwickelt, die es erlaubt, die Strukturen von nicht-polaren Molekülen auf ca. 0.05% genau zu messen. Damit wurden bzw. werden zur Zeit die Strukturen symmetrischer Cycloalkane (Cyclopropan, Cyclobutan, Cyclopentan, Cyclohexan) und Cycloalkene (Benzol, Trifluorobenzol, Hexafluorobenzol, Cyclooctatetraen) bestimmt. Die Messdaten werden mit den Resultaten der aktuell besten theoretisch-chemischen Methoden verglichen. Auch sollen die Strukturen wichtiger kleiner apolarer Moleküle (N_2, O_2, CO_2, CS_2) als Referenzdaten zur Ueberprüfung der Genauigkeit der aktuell besten theoretisch-chemischen Methoden gemessen werden.

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Last update: 21.02.2013

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High resolution rotational spectroscopy of molecules and molecular dimers consisting of nonpolar molecules will be performed in gas cells and in supersonic jet expansions by femtosecond (fs) rotational coherence spectroscopy (RCS), detected by degenerate four-wave mixing (DFWM). The main goals of the project are:- Accurate determination of the rotational and centrifugal distortion constants, geometries and bond lengths of symmetric and nonpolar molecules of fundamental chemical interest (e.g., n-alkanes, cycloalkanes, alkenes, alkynes, aromatics).- Accurate determination of the rotational and centrifugal distortion constants, geometries and bond lengths of $C_{2h}$ symmetric carboxylic acid dimers.- Measurements of accurate rotational constants of Raman-active vibrationally excited states of the abovementioned molecules and dimers using ultrafast CARS spectroscopy.- Detailed investigations of the rotational state dependence of collision-induced dephasing and energy transfer processes in gases.