Electron energy loss spectroscopic study of Cr(CO)6, Mo(CO)6 and W(CO)6 in the vapour phase

Electron energy loss spectra (EELS) of Cr, Mo and W hexacarbonyls in the vapour phase are reported. Most of the bands observed are similar to those in optical spectra, but the two high energy transitions in the 9·8–11·2 eV region are reported here for the first time. Based on the orbital energies from the ultraviolet photoelectron spectra and the electronic transition energies from EELS and earlier optical studies, the molecular energy level schemes of these molecules are constructed.

Tandemmassaspektrometrinen menetelmä neutraalien isomeeristen oligosakkaridien rakenteen määrittämisessä

Tutkimuksen tavoitteena oli ottaa käyttöön tandemmassaspektrometrinen (MS/MS) menetelmä, jolla voidaan analysoida polysakkarideista purkautuneiden oligosakkaridien rakenteita. Tavoitteena oli, että menetelmällä voidaan määrittää glykosidisten sidosten eri asemat monosakkaridirakenteiltaan samanlaisista neutraaleista lineaarisista oligosakkarideista. Kirjallisuustutkimuksessa tarkasteltiin oligosakkaridien rakenteiden määrittämiseen käytettyjä MS/MS-menetelmiä ja oligosakkaridien pilkkoutumisreaktioita MS/MS-analyysissa. Kirjallisuuden perusteella MS/MS-analyysissa oligosakkaridien pilkkoutuminen voi tapahtua joko glykosidisen sidoksen katkeamisella tai monosakkaridirenkaan halkeamisella. Monosakkaridirenkaan pilkkoutumisesta muodostuvia tuoteioneja voidaan käyttää glykosidisen sidoksen aseman määrittämiseen. Kokeellisessa tutkimuksessa selvitettiin aluksi monosakkaridirakenteiltaan isomeerisilla disakkaridimalliaineilla glykosidisen sidoksen sijainnin vaikutus disakkaridin pilkkoutumiseen MS/MS-analyysissa. Tämän jälkeen pyrittiin löytämään tunnetuista tri- ja tetrasakkaridimalliaineista näitä eri sidoksille tyypillisiä tuoteionien jakaumia. Tunnettujen tri- ja tetrasakkaridien pilkkoutuminen yhdenmukaisesti disakkaridien pilkkoutumisen kanssa antaisi mahdollisuuden pitkäketjuisempien oligosakkaridien glykosidisten sidosten tunnistamiseen sovelletulla MS/MS-menetelmällä. MS/MS-analyysit tehtiin ioniloukkumassadetektorilaitteistolla käyttäen sähkösumutusionisaatiota (ESI). Oligosakkaridit määritettiin positiivisella ionisaatiolla litium- ja natriumaddukti-ioneina ja negatiivisella ionisaatiolla kloridiaddukti-ioneina. Vertaamalla tri- ja tetrasakkarideista MS/MS-analyyseissa muodostuneita tuoteioneja disakkarideista muodostuneisiin tuoteioneihin, voitiin sekä positiivisella että negatiivisella ionisaatiolla määrittää oligosakkaridin pelkistävän pään sidoksen asema. Negatiivisella ionisaatiolla tri- ja tetrasakkarideista muodostuneista tuoteioneista voitiin määrittää myös muiden kuin pelkistävän pään sidosten asemia. Positiivisella ionisaatiolla muiden sidosten määrittäminen ei ollut mahdollista, koska rengasfragmentti-ioneja muodostui pääosin oligosakkaridin pelkistävästä päästä. Glykosidisen sidoksen katkeamisesta muodostuneet tuoteionit analysoitiin edelleen MS3-analyysilla. MS3-analyysissa muodostuneista tuoteioneista ei voitu tulkita sidosten asemia, koska lähtöionit koostuivat sekä terminaalisen että pelkistävän pään isomeerisista ioneista.

Desorptio/fotoionisaatio ilmanpaineessa takavarikoitujen huumausaineiden, steroidien ja räjähdysaineiden tutkimuksessa

Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää desorptio/fotoionisaatio ilmanpaineessa tekniikan (engl. desorption atmospheric pressure photoionization, DAPPI) soveltuvuutta rikosteknisen laboratorion näytteiden analysointiin. DAPPI on nopea massaspektrometrinen ionisaatiotekniikka, jolla voidaan tutkia yhdisteitä suoraan erilaisilta pinnoilta. DAPPI:ssa käytetään lämmitettyä mikrosirua, joka suihkuttaa höyrystynyttä liuotin- ja kaasuvirtausta kohti näytettä. Näytteen pinnan komponentit desorboituvat lämmön vaikutuksesta, jonka jälkeen ionisoituminen tapahtuu VUV-lampun emittoimien fotonien avulla.DAPPI:lla tutkittiin takavarikoituja huumausaineita, anabolisia steroideja ja räjähdysaineita sekä niiden jäämiä erilaisilta pinnoilta. Lisäksi kartoitettiin DAPPI:n mahdollisuuksia ja rajoituksia erilaisille näytematriiseille ilman näytteiden esikäsittelyä. Takavarikoitujen huumausaineiden tutkimuksessa analysoitiin erilaisia tabletteja, jauheita, kasvirouheita, huumekasveja (khat, oopium, kannabis) ja sieniä. Anabolisia steroideja tunnistettiin tableteista sekä ampulleista, jotka sisälsivät öljymäistä nestettä. Jauheet ripoteltiin kaksipuoliselle teipille ja analysoitiin siltä. Muut näytteet analysoitiin sellaisenaan ilman minkäänlaista esikäsittelyä, paitsi nestemäisten näytteiden kohdalla näyte pipetoitiin talouspaperille, joka analysoitiin DAPPI:lla. DAPPI osoittautui nopeaksi ja yksinkertaiseksi menetelmäksi takavarikoitujen huumausaineiden ja steroidien analysoimisessa. Se soveltui hyvin rikoslaboratorion erityyppisten näytteiden rutiiniseulontaan ja helpotti erityisesti huumekasvien ja öljymäisten steroidiliuosten tutkimusta. Massaspektrometrin likaantuminen pystyttiin ehkäisemään säätämällä näytteen etäisyyttä sen suuaukosta. Likaantumista ei havaittu huolimatta näytteiden korkeista konsentraatioista ja useita kuukausia jatkuneista mittauksista. Räjähdysaineiden tutkimuksessa keskityttiin seitsemän eri räjähdysaineen DAPPI-MS-menetelmän kehitykseen; trinitrotolueeni (TNT), nitroglykoli (NK), nitroglyseriini (NG), pentriitti (PETN), heksogeeni (RDX), oktogeeni (HMX) ja pikriinihappoä Nämä orgaaniset räjähteet ovat nitraattiyhdisteitä, jotka voidaan jakaa rakenteen puolesta nitroamiineihin (RDX ja HMX), nitroaromaatteihin (TNT ja pikriinihappo) sekä nitraattiestereihin (PETN, NG ja NK). Menetelmäkehityksessä räjähdysainelaimennokset pipetoitiin polymetyylimetakrylaatin (PMMA) päälle ja analysoitiin siitä. DAPPI:lla tutkittiin myäs autenttisia räjähdysainejäämiä erilaisista matriiseista. DAPPI:lla optimoitiin jokaiselle räjähdysaineelle sopiva menetelmä ja yhdisteet saatiin näkymään puhdasaineina. Räjähdysainejäämien analysoiminen erilaisista rikospaikkamateriaaleista osoittautui haastavammaksi tehtäväksi, koska matriisit aiheuttivat itsessään korkean taustan spektriin, josta räjähdysaineiden piikit eivät useimmiten erottuneet tarpeeksi. Muut desorptioionisaatiotekniikat saattavat soveltua paremmin haastavien räjähdysainejäämien havaitsemiseksi.

Electron-beam weld microstructures and properties of aluminium-lithium alloy 8090

Lithium-containing aluminium alloys are of considerable current interest in the aerospace and aircraft industries because lithium additions to aluminium improve the modulus and decrease the density compared to conventional aluminium alloys. Few commercial aluminium-lithium alloys have emerged for use in the aerospace industry. One such candidate is 8090, a precipitation-hardenable Al-Li-Cu-Mg alloy. The influence of electron-beam welding on the microstructure and mechanical properties of alloy 8090 material has been evaluated through microscopical observations and mechanical tests. Microscopic observations of the electronbeam welds revealed an absence of microporosity and hot cracking, but revealed presence of microporosity in the transverse section of the weld. Mechanical tests revealed the electronbeam weld to have lower strength, elongation and joint efficiency. A change in microscopic fracture mode was observed for the welded material when compared to the unwelded counterpart. An attempt is made to rationalize the behaviour in terms of competing mechanistic effects involving the grain structure of the material, the role of matrix deformation characteristics, grain-boundary chemistry and grain-boundary failure.

Electron Donor-Acceptor Complexes of the Fullerenes C60 and C70 with Amines

Based on electronic absorption spectroscopy, C60 is found to form complexes with aromatic amines with an enthalpy of association in the range 9-16 kJ mol-1. Interaction of C70 with the amines is negligible. Cyclic voltammetric measurements confirm these observations.

Electron spectroscopic investigation of the semiconductor-metal transition in La1-xSrxMnO3

We study the electronic structure of La1-xSrxMnO3+δ, x=0, 0.1, 0.2, 0.3, and 0.4, across the semiconductor-metal transition, using various electron spectroscopy techniques. The negligible intensity seen at EF using ultraviolet photoemission spectroscopy and bremsstrahlung isochromat spectroscopy (BIS) indicate an unusual semiconductor-metal transition observed for x≥0.2, consistent with the resistivity data. The BIS spectra show doped hole states developing about 1.4 eV above EF as a function of x. Auger electron spectroscopy gives an estimate of the intra-atomic Coulomb energy in the O 2p manifold to be about 6.8 eV. The Mn 2p core-level spectrum of LaMnO3, analyzed in terms of a configuration-interaction calculation, gives parameter values of the charge-transfer energy Δ=5.0 eV, the hybridization strength between Mn 3d and O 2p states, t=3.8 eV, and the on-site Coulomb energy in Mn 3d states Udd=4.0 eV, suggesting a mixed character for the ground state of LaMnO3.

Exotic Physics in the Negative-U, Extended-Hubbard Model for Barium Bismuthates?

We point out possibilities for exotic physics in barium bismuthates, from a detailed study of the negative-U, extended-Hubbard model proposed for these systems. We emphasize the different consequences of electronic and phononic mechanisms for negative U. We show that, for an electronic mechanism, the semiconducting phases must be unique, with their transport properties dominated by charge ± 2e Cooperon bound states. This can explain the observed difference between the optical and transport gaps. We propose other experimental tests for this novel mechanism of charge transport.

Molecular structure of electron donor-acceptor complexes of metallotetraphenylporphyrins with trinitrobenzene

The metallotetraphenylporphyrins, MTPPs, where M=Co(II), Cu(II) and Ag(II) form one to one molecular complexes in solution with 1,3,5-trinitrobenzene (TNB). The crystal structure of CoTPP.TNB.2CH3OH revealed that the mean separation between the porphyrin and TNB planes is 3·27 Å and the centre of the aryl ring of TNB is displaced by 0·90 Å from the centre of the porphyrin plane. Extended Huckel molecular orbital calculations suggest that acceptor orbitals are predominantly nitro-group based rather than an aryl π framework. The contribution of the metal orbitals in the donation is also seen as predicted by the structural data. Electrochemical redox measurements in solution provide evidence for charge-transfer stabilisation in these complexes.

Plasma diagnostics of the high pressure oxygen-sputtering process

The characteristics of the high pressure oxygen-sputtering plasma in the pressure range 0.8–2.4 mbar have been studied using the Langmuir probe technique. The variation in plasma parameters such as positive ion density, electron density, mean electron energy and floating potential with pressure and temperature has been investigated. It has been observed that the positive ion density increases at high substrate temperatures whereas the negative ion density decreases. The study of the variation in mean electron energy and floating potential also indicated the possibility that the number of negative ions is less when the substrates are at elevated temperatures. Since the negative ions are supposed to cause re-sputtering and make the films off-stoichiometric, the reduction in the negative ion density as observed at elevated substrate temperatures is better suited for depositing stoichiometric YBa2Cu3O7−δ superconducting thin films.

Syntheses, spectroscopy, structures, and conformations of .lambda.3-cyclotriphosphazanes: role of negative hyperconjugation

The reactions of As-chlorocyclotriphosphazane [EtNPCl], with phenols or trifluoroethanol yield the respective aryloxy- or trifluoroethoxy-containingX 3-cyclotriphosphazanes [EtNP(OR)]3 (R = C6H4Br-4 (2),C 6H5 (3C,6 H3-Mez-3,5 (4), C6H3Mez-2,6 (5), CH2CF3 (6)) as their cis-transisomericmixtures. The products have beencharacterized by IRand NMRspectroscopy. Thecrystalstructuresofboth thecis (2a) and trans(2b) isomer_softhep-bromophenoxy derivative have been determined by X-ray diffraction. Crystal data for 2a: triclinic, P1, a = 9.872(4) A, b = 13.438(6) A, c = 13.548(8) A, CY = 117.02(5)', 0 = 96.00(6)', y = 105.38(4)O, Z = 2, final R = 0.080. Crystal data for 2b: monoclinic, P21/n, a = 12.721(6) A, b = 13.468(7) A, c = 17.882(5) A, /3 = 101.62(3)O, Z = 4, final R = 0.066. The cis isomer exhibits a chair-triaxial conformation and the trans isomer a boat-triaxial conformation. Conformational preferences of X3-cyclotriphosphazanes have been probed by both MNDO and ab initio calculations on model systems [HNPXIp (X = H, F). In addition to vicinal lone pair repulsions, negative hyperconjugative interactions involving the nitrogen lone pairs and adjacent P-X Q* orbitals are found to be important (especially when X is an electronegative substituent) in determining the conformational preferences of X3-cyclotriphosphazanes. The calculations also show that the axial - equatorial conversion at phosphorus has a large activation barrier in these systems

Electron-beam irradiation effects on poly(ethylene-co-vinyl acetate) polymer

Poly(ethylene-co-vinyl acetate) (EVA) films were irradiated with a 1.2MeV electron beam at varied doses over the range 0-270kGy in order to investigate the modifications induced in its optical, electrical and thermal properties. It was observed that optical band gap and activation energy of EVA films decreased upon electron irradiation, whereas the transition dipole moment, oscillator strength and number of carbon atoms per cluster were found to increase upon irradiation. Further, the dielectric constant, the dielectric loss, and the ac conductivity of EVA films were found to increase with an increase in the dose of electron radiation. The result further showed that the thermal stability of EVA film samples increased upon electron irradiation.