Das Ziel dieser Arbeit ist es, die Anwendbarkeit von tetra-alkyl Ammonium Halogeniden (TAAH) als elektrische Mobilitätsstandards für die Kalibrierung und zur Leistungsanalyse von Instrumenten zu erweitern. In Mobilitätsspektren erzeugen tetra-alkyl Ammonium Halogenide eine einzigartige Abfolge scharfer Peaks, wobei jeder Peak einer monomobilen Cluster-Spezies entspricht. Für die Messung der elektrischen Mobilität, werden die von einer Elektrospray-Ionenquelle erzeugten molkularen Cluster mit einem hochauflösenden differentiellen Mobilitätsanalysator, klassifiziert und von einem Faraday-Cup-Elektrometer detektiert. Da die elektrische Mobilität indirekt proportional zum Durchmesser und direkt proportional zum Ladezustand des Teilchens ist, haben größere mehrfach geladene TAAH i-mer Cluster die gleiche elektrische Mobilität wie kleinere einzeln geladene Cluster. Aus diesem Grund können bisher nur Cluster-Spezies mit einem Durchmesser D < 2 nm eindeutig identifiziert werden. Diese Arbeit befasst sich mit dieser Problemstellung indem durch die Verwendung von drei Aerosol-Neutralisatoren versucht wird überschüssige Ladungen zu neutralisieren, um Cluster mit Durchmessern von 3-4 nm sichtbar und zugänglich zu machen. Zwei der Neutralisatoren sind bipolare Ionisatoren, basierend auf ionisierender Strahlung eines Radionuklids und einer Weich-Röntgenquelle. Ein unipolarer Ionisator basierend auf einer Koronaentladung wurde im Zuge dieser Arbeit konzipiert und gebaut. Die Experimente zeigten, dass die Eignung der verschiedenen Neutralisatoren abhängig von der zu untersuchenden Cluster-Spezies ist. Der speziell angefertigte Korona-Ionisator zeigt ein hohes Potential zur Reduktion von Mehrfachladungen der Teilchen, fordert jedoch eine detaillierte Evaluation in zukünftigen Studien.

The goal of this thesis is to extend the applicability of tetra-alkyl ammonium halides (TAAH) used as electrical mobility standards for instrument calibration and performance evaluation. In an electrical mobility spectrum, tetra-alkyl ammonium halides produce a unique series of sharp peaks, with each peak corresponding to one monomobile cluster species. For the electrical mobility measurement, an electrospray ion source is used as the particle generator, a high resolution differential mobility analyzer for the classification of the molecular clusters, and a Faraday cup electrometer as particle detector. Since the electrical mobility is indirectly proportional to the particle’s diameter and directly proportional to the particle’s charging state, larger multiply charged TAAH i-mer clusters have the same elec- trical mobility as smaller singly charged ones. For this reason only cluster species with a diameter D < 2 nm can so far easily be unambiguously identified. This thesis addresses the issue by using three aerosol neutralizers for the purpose of charge reduction. Two of them are bipolar ionizers, based on ionizing radiation from a radionuclide and from a soft X-ray source. A corona neutralizer used as a unipolar ionizer was designed and built for this thesis. The experimental work demonstrated that the eligibility of the neutralizer is very much dependent on the test substances in use. The custom-built corona ionizer shows high potential in the reduction of multiply charged particles but is still calling for a more thorough evaluation in future studies.