MALDI and LDI Mass Spectrometry of Solids

Sachinkumar Dagurao Pangavhane, Ph.D.

Doctoral thesis

Abstract:

PhD Disertace se zabývá určením stechiometrie klastrů generovaných UV laserem (337 nm) z pevných látek. Hmotnostní spektra byla měřena v režimu TOF. Především byla studována chalkogenidová skla a jejich nano-vrstvy, dále pak klastry vznikající laserovou desorpcí a ionisací nitridu fosforu (P3N5). Stechiometrie klastrů byla určována analysou isotopových obálek a počítačovým modelováním. Hlavní náplní distertace je hmotnostní spektrometrie binárních (As-Se), ternárních (As-S-Se) a Er (III) dopovaných vícesložkových chalkogenidových skel (Ga-Ge-Sb-S) v makro formě ale také ve formě nano-vrstev deponovaných pulsní laserovou deposicí. Bzlo studováno několik kombinací chalkogenidových skel o různém složení (binární, ternární a kvarterní systémy). Struktura klastrů pozorovaných v plasmatu odráží do jisté miry chemické strukturní motivy skel a podává tak fundamentální informaci o struktuře skel. Výsledky byly doplněny Ramanovou spektrometrií. Technika klastrové analýzy byla aplikována také na analýzu klastrů tvořených z nitridu fosforu, sloučeniny hojně používané v elektronice. Sloučenina P3N5 je stabilní látkou v pevné fromě. Cílem bylo vyhodnotit možnosti tvorby vysokých dusíkových klastrů (navrhovaných jako palivo budoucnosti). Výsledky jsou částečně úspěchem, kromě četných P-N klastrů byla potvrzena tvorba vysokých dusíkových klastrů – až do N15.

Abstract:

PhD thesis deals with identification of clusters generated using UV laser (337 nm) from solids. Mass spectra were measured with TOF MS. First of all chalcogenide glasses and their nano-layers were studied. Further, the clusters formed by laser desorption of phosphorus nitride (P3N5) were investigated while clusters stoichiometry was determined via isotopic envelope analysis and computer modeling. Main part of PhD thesis deals with mass spectrometric study of binary (As-Se), ternary (As-S-Se) and Er (III) doped multicomponent (Ga-Ge-Sb-S) chalcogenide glasses in bulk form but also in the form of nano-layers prepared by pulsed laser deposition technique. Several combinations of chalcogenide glasses of different composition (binary, ternary and quaternary systems) were studied. Clusters structure observed in plasma indicates structural motifs of glasses and yields fundamental information on glass structure. The results obtained were completed with Raman spectroscopy. Technique of clusters analysis was also applied to other compounds like phosphorus nitride, which is used in electronics. The P3N5 compound is stable solid. The aim was to evaluate possibility to detect high nitrogen clusters (proposed as fuel of future). It was partially successful, in addition to numerous P-N clusters; the formation of high nitrogen clusters up to N15 was proved.

Keywords

LDI/MALDI TOF MS, clusters, binary/ternary/multi-component chalcogenide glasses, phosphorus nitride, clusters structure

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 29. 8. 2012

Thesis defence

• Date of defence: 21. 9. 2012
• Supervisor: prof. RNDr. Josef Havel, DrSc.
• Reader: prof. Ing. Miloslav Frumar, DrSc., prof. Dr. Victoria Salvadó Martin, Ph.D., doc. Ing. Josef Čáslavský, CSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Chemistry (4-years) / Analytical Chemistry