Page - 60 - in Strukturaufklärung durch Mobilitätsmessungen an massenselektierten Clusterionen in der Gasphase

5. Zinncluster-Kationen nig [75] gemessen. Er erzeugte die Cluster durch Verdampfen von flu¨ssigem Zinn bei 1200K. Sowohl bei Zinn, als auch bei von ihm gemessenen Germanium stellte er fest, dass geradzahlige Cluster deutlich ho¨here Intensita¨ten aufweisen als ungeradzahlige. Weitere Massenspektren der Kationen der Elemente der 14. Gruppe wurden 1985 von Martin et al. [76] vero¨ffentlicht. Mithilfe einer Gasaggregations-Clusterquelle wurden Silizium-, Germanium- und Zinncluster in einem Gro¨ßenbereich bis zu 15-atomigen Kationen erzeugt. Durch erho¨hte Stabilita¨ten (abgeleitet aus den erho¨hten relativen Intensita¨ten im Massenspektrum) zeichnen sich die jeweiligen Hexamere sowie De- camere aus. Sn+14 wurde im Massenspektrum mit sehr geringer Intensita¨t beobachtet und als wenig stabil charakterisiert. Ionenmobilita¨tsmessungen an Sn+n -Kationen in einem Bereich von n=2-68 realisierten Shvartsburg und Jarrold bereits 1999 [77]. Es wurden die jeweiligen Ionenmobilita¨ten der einzelnen gemessen. Ein U¨bergang von gestapelten dreifachu¨berkappten Prismen zu ka¨figartigen, fast spha¨rischen Struktu- ren findet zwischen Sn+24und Sn + 34 statt. Bis zu einer Gro¨ße von 35 Atomen folgen die Mobilita¨ten denen der Silizium- und Germaniumcluster. Ab Sn+35 steigt die relative Ionenmobilita¨t mit zunehmender Clustergro¨ße. Mit Sn+68, dem gro¨ßten gemessenen Cluster, erreicht man kompakte spha¨rische Strukturen, die der Festko¨rperdichte des β-Zinns entsprechen. Auch von Blei bestimmten sie in einem Bereich bis zu 32 Ato- men die relativen Mobilita¨ten [26]. Diese bilden fu¨r alle Gro¨ßen kompakte, nahezu spha¨rische Strukturen aus. Zinn a¨hnelt hinsichtlich der Struktur kationischer Cluster eher dem Germanium und Silizium und nicht dem Blei, ganz im Gegensatz zur Volu- menphase. Bei der Dissoziation an Oberfla¨chen von Si+n , Sn + n und Ge + n (bis n=20) wurde bei Clustern der Gro¨ße 12-20 ein klarer Trend zur Bildung von Heptameren und Decameren als Fragmente [13, 14, 78] beobachtet, was das a¨hnliche Verhalten der Elemente erneut besta¨rkt. Des Weiteren fu¨hrten Breaux et al. [79] 2005 kalorimetrische Untersuchungen an Sn+18, Sn + 19, Sn + 20 und Sn + 21 durch. Zuvor wurden von Joshi et al. [80] 2003 theo- retische Studien zum Schmelzpunkt des neutralen Sn10 sowie Sn20 vero¨ffentlicht. Experimentell wurde das Dissoziieren der Zinncluster-Kationen unterhalb ihrer vor- hergesagten Schmelztemperatur besta¨tigt. LaiHing et al. [81] erforschten die durch Photoionisierung erzeugte Dynamik von Zinn- und Bleicluster-Kationen. Es wurden in Abha¨ngigkeit der Wellenla¨nge und der Laserleistung unterschiedliche Intensita¨tsverteilungen der Fragmente beobachtet. Die experimentell ermittelten Ergebnisse werden durch schon existierende Rechnun- gen besta¨tigt. Dai et al. [82] berechneten 1992 Geometrien und Energieverteilungen von Ge+4 , Sn + 4 und Pb + 4 mithilfe von CAS-MCSCF (complete active space multiconfi- guration self-consistent field). DFT basierte Rechnungen wurden 2005 von Majunder et al. [13, 83, 84] vero¨ffentlicht, die fu¨r neutrale und positiv geladene Zinncluster zwischen 14 und 20 Atomen zwei lose aneinander gebundene Untereinheiten vorher- sagen. 60