Page - 79 - in Strukturaufklärung durch Mobilitätsmessungen an massenselektierten Clusterionen in der Gasphase

6. Zinncluster-Anionen 6.1. Einleitung Im Gegensatz zu den Kationen sind Zinncluster-Anionen nicht so gut charakteri- siert. Die meisten experimentellen Erkenntnisse wurden mithilfe von Studien u¨ber die Reaktionen von Zinncluster-Anionen und (Bleicluster-Anionen) mit Sauerstoff [86] und aus Photoelektronenspektroskopie-Messungen [62, 85, 87–89] gewonnen. Gantefo¨r et al. [87] maßen parallel zu den Massenspektren der Kationen, Photo- elektronenspektren (PES) bei Zinn- und Bleicluster-Anionen. Sie bestimmten somit ihre Photodetachment-Schwellenenergien, mit einer Auflo¨sung von ∆EE = 0,05. Bei Spektren der Zinncluster-Anionen werden vor allem breite Peaks beobachtet, dies ist a¨hnlich zu den anderen Elementen der vierten Hauptgruppe. Photoelektronen- spektren mit hoher Auflo¨sung (von ∆EE = 0,014) bis zu einer Clustergro¨ße von 12 Atomen, ermo¨glichten Moravec et al. [88] (1999), die dazugeho¨rende elektronischen Strukturen zu analysieren. Die Spektren von gro¨ßenselektierten Zinncluster-Anionen weisen auffallende A¨hnlichkeiten zu den PES Germanium und Silizium im gleichen Gro¨ßenbereich auf, somit a¨hneln Zinncluster-Anionen mehr den Halbleitern Silizium und Germanium als dem Metall Blei. Die Elektronenaffinita¨ten von entsprechenden Clustergro¨ßen sind a¨hnlich und ihre gesamte neutrale elektronische Struktur ist in mehreren Fa¨llen fast identisch. Negishi et al. [89] erweiterten den Gro¨ßenbereich fu¨r Zinn bis zu 45 und bei Blei bis auf 70 Atome pro Cluster. Mit der Methode der Halogendotierung haben sie die HOMO-LUMO Lu¨cke der neutralen Zinncluster bestimmt. Es wurde ein Schließen der Bandlu¨cke ab einer Gro¨ße von 30 Atomen beobachtet. Dementsprechend sind neutrale Zinncluster bis zu einer Gro¨ße von 30 Atomen halbleitend. Anhand von Photoelektronenspektren von KSn–12 folgerten Cui et al. [85], dass die Struktur von Sn–12 ein hohles Ikosaeder sei und nannten ihn ” Stannaspherene“. Vor kurzem (2007) vero¨ffentlichten Cui et al. [62] hochaufgelo¨ste PES in einem Gro¨ßenbereich von 4 bis 45 Atomen, die den U¨bergang von halbleitend zu metallisch zwischen Sn–41 und Sn – 42 nahe legen. Theoretische Betrachtungen kleiner Zinncluster-Anionen wurden von Jackson [90] mithilfe von DFT-Rechnungen (Bestimmung der Strukturen von Sn–2 und Sn – 7 ) 1996 durchgefu¨hrt. Die fanden eine dreieckige Struktur fu¨r Sn–3 , eine rautenfo¨rmige fu¨r 79