Kurzfassung
Im Rahmen dieser Arbeit wird die Entwicklung eines Experiments für zeitaufgelöste Röntgenabsorptionsspektroskopie beschrieben. Erste erfolgreiche Experimente wurden mit diesem Aufbau an fac-Ir(ppy)3 durchgeführt und die Ergebnisse werden im Rahmen dieser Arbeit präsentiert. Für diese Experimente ist ein sehr stabiler Aufbau notwendig. Daher wurde die Synchronisation des Lasersystems zum Speicherring und die räumliche Stabilität vom Röntgen- und Laserstrahl im Detail untersucht und kontinuierlich verbessert. Der Triplett-Zustand des grünen Phosphoreszenzemitters fac-Ir(ppy)3 wurde mit der Anregungs-Abfrage-Technik genauer untersucht. Für diesen Zweck wurden die strukturellen und elektronischen Änderungen durch einen optisch angeregten Ladungstransfer vom Iridiumatom zu den Liganden bei einer Wellenlänge von 343 nm induziert. Das Röntgenabsorptionspektrum des angeregten Triplett-Zustands konnte von dem gemessenen Pump-Probe-Spektrum durch eine ionische Näherung bestimmt werden. Die Resultate bestätigen den vorhergesagten Ladungstransfer vom Iridiumatom zu den Liganden durch eine gezeigte Verschiebung des Ionisierungspotentials vom Iridiumatom. Die Symmetrie des Komplexes wurde als pseudo-oktahedrisch vorgefunden. Dies erlaubte die erste experimentelle Bestimmung der Bindungslänge von fac-Ir(ppy)3 in einer oktahedrischen Näherung und zeigte eine Verkürzung der Bindungslänge der ersten Koordinationshülle im Triplett-Zustand. Anschließend wurden die ersten und zweiten Ordnungen der kinetischen Zerfälle des Triplett-Zustandes in einer Kombination aus Röntgen- und Laser-Experimenten untersucht. Dabei konnten die entsprechenden Selbstlöschungs- und Triplett-Triplett Annihilations Ratenkonstanten bestimmt werden.
In the framework of this thesis the development of a time-resolved X-ray absorption spectroscopy experiment and its application to fac-Ir(ppy)3 is described. Such experiments require a very stable setup in terms of spatial and temporal accuracy. Therefore, the stability properties of the present installation were investigated in detail and continously improved, in particular the synchronization of the ultrashort pulse laser system to the storage ring as well as the spatial stability of both X-ray and laser beam. Experiments utilizing the laser pump and X-ray probe configuration were applied on the green phosphorescence emitter complex fac-Ir(ppy)3 dissolved in dimethyl sulfoxide. Structural and electronic changes were triggered by photoexcitation of the metal-to-ligand charge transfer band with ultrashort laser pulses at a wavelength of 343 nm. The excited triplet state spectrum was extracted from the measured pump-probe X-ray absorption spectrum using an ionic approximation. The results confirm the anticipated metal-to-ligand charge transfer as shown by an ionization potential shift of the iridium atom. The symmetry of the complex was found to be pseudo-octahedral. This allowed the first experimental determination of the bond length of fac-Ir(ppy)3 in an octahedral approximation and revealed a decrease of bond length of the first coordination shell in the triplet state. The first and second-order decay kinetics of the triplet state were investigated in a combination of X-ray and laser based experiments and revealed self-quenching as well as triplet-triplet annihilation rate constants.