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2014 | OriginalPaper | Chapter

2. Molecular Beam Electric Field Deflection: Experimental Considerations

Authors : Sven Heiles, Rolf Schäfer

Published in: Dielectric Properties of Isolated Clusters

Publisher: Springer Netherlands

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Abstract

Several experimental methods exist for studying the dielectric properties but essentially only electric beam deflection investigations are performed for clusters. In this chapter the experimental setup of such an electric beam deflection apparatus is presented. In detail the different parts (and possible modifications) of the setup like cluster generation, velocity measurement, deflection unit and mass spectrometry are discussed and the basic physics of how to infer dielectric properties from this experiment are explained.

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Footnotes
1
This is in contrast to a thermal velocity distribution for which \(<v_x>\,=\,<v_y>\,=\,<v_z>\) [4].
 
2
This position is chosen to be \(z_0\). Hence, it is convenient to use the relative \(z\)-scale \(p=z-z_0\).
 
3
Furthermore, we note that for this experimental setup the particle density must be symmetric around \(z_0\). The observed intensity distribution can be described with a Gaussian function, what will be done in all what follows.
 
4
To obtain the whole beam profiles the described experiment with and without field, needs to be repeated for several slit positions.
 
5
A rough estimate based on hard sphere collision cross section of N\(_2\) shows that at \(300\) K and \(\sim 10^{-5}\) mbar the mean free path is still about \(10\) m. Hence, for the described operating conditions collisions can be ruled out.
 
6
Hence, the cluster source and the cooled part of the nozzle are thermally isolated.
 
Literature
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Metadata
Title
Molecular Beam Electric Field Deflection: Experimental Considerations
Authors
Sven Heiles
Rolf Schäfer
Copyright Year
2014
Publisher
Springer Netherlands
DOI
https://doi.org/10.1007/978-94-007-7866-5_2

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