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Integrale Elektronenstreuquerschnitte von Cytosin und Thymin

02.01.2012

Neben den integralen elastischen Elektronstreuquerschnitten der Nukleinbasen Cytosin und Thymin, die durch die numerische Integration der mittels des Modified Independent-Atom Modells [1] berechneten differentiellen elastischen Elektronstreuquerschnitte über den Streuwinkel ermittelt wurden, wurden deren totale Elektronstreuquerschnitte und integrale Ionisierungsquerschnitte semiempirisch bzw. theoretisch mit einem Näherungsmodell berechnet.

Bisherige Messergebnisse für die totalen Elektronstreuquerschnitte von mehreren organischen Molekülen zeigen, dass für Elektronenenergien oberhalb von 20 eV das Verhältnis der totalen Elektronstreuquerschnitte zu der Anzahl der Valenzelektronen im Rahmen der Messgenauigkeit kaum vom Typ des Moleküls abhängt, wenn die Valenzelektronen in hohem Grade delokalisiert sind, was für Moleküle mit einer Ringstruktur wie Tetrahydrofuran, Pyrimidin, Cytosin und Thymin zutrifft. Dieses Merkmal wurde benutzt, um die totalen Elektronstreuquerschnitte von Cytosin und Thymin aus denen von Pyrimidin semiempirisch zu ermitteln.

Die Ionisierungsquerschnitte von Cytosin und Thymin wurden mit Hilfe des Binary-Encounter-Bethe Modells [2] berechnet. Die dazu benötigten Daten für die mittlere kinetische und die Bindungsenergie der Elektronen in verschiedenen Molekülorbitalen wurde mit Hilfe des Quantenchemieprogramms GAUSSIAN 09 [3] bestimmt. Die Abbildung zeigt die totalen, integralen elastischen und Ionisierungsquerschnitte von Cytosin und Thymin als Funktion der Elektronenenergie T.

Abbildung : Totale, integrale elastische und Ionisierungsquerschnitte von Cytosin (a) und Thymin (b): () Ionisierungsquerschnitt, (•) integraler elastischer Elektronstreuquerschnitt, () totaler Elektronstreuquerschnitt, () Summe des integralen elastischen und Ionisierungsquerschnitts.

Literatur:

  1. S. Hayashi and K. Kuchitsu, J. Phys. Soc. Japan 41, 1724 (1976)
  2. Y.-K. Kim and M. E. Rudd, Phys. Rev. A 50, 3954 (1994)
  3. Gaussian 09, Gaussian Inc., Wallingford CT, USA, 2009