Page - 12 - in Aufklärung der Struktur von Metallclusterionen in der Gasphase mittels Elektronenbeugung

12 Elektronenbeugung in der Gasphase (GED) Die Elektron-Elektronwechselwirkung führt mit verminderter Wahrscheinlichkeit zu Streuprozessen in der äußeren Elektronenhülle des Moleküls. Im Atom kann diese als nahezu kugelsymmetrisch angenommen werden. Diese Näherung wird von den in dieser Arbeit untersuchten Metallclustern mit vorwiegend kompakten Strukturen sehr gut er- füllt. Im Falle von Molekülen mit stark gerichteten Valenzbindungen, d.h. die für die chemische Bindung verantwortlichen Elektronen sind stark zwischen den einzelnen Atomkernen lokalisiert, führt dies zu leichten Abweichungen der sphärischen Potenzial- symmetrie im Rahmen des Modells der unabhängigen Atome. Abbildung 2: Die Elektronengeschwindigkeit (links) sowie die entsprechende de-Broglie- Wellenlänge (rechts) in Abhängigkeit der Beschleunigungsspannung. Die durchgezogenen Li- nien entsprechen den relativistisch korrigierten Größen, die gestrichelten Linien den klassischen Werten. Die horizontale Linie links entspricht der Vakuumlichtgeschwindigkeit c. Die bisher genannten Aspekte spielen für die Qualität der Interpretation der Beugungs- experimente jedoch eher eine untergeordnete Rolle und stellen eine zufriedenstellende Näherung dar. Die größte Abschätzung liegt in der dynamischen Beschreibung der Kernbewegung bei Temperaturen über dem absoluten Nullpunkt. Insbesondere bei Me- tallclustern ist im Wesentlichen eine Abhängigkeit der Schwingungsamplituden lij von der Koordinationszahl (Eck-, Kanten-, Flächen- bzw. Volumenatom) zu erwarten, die nur unzureichend durch eine einzige mittlere Schwingungsamplitude L zu beschreiben ist (siehe Gleichung (16)). Ebenso nimmt die Anharmonizität der Schwingungen mit steigender Temperatur zu, was insbesondere bei den in Kapitel 6 durchgeführten Unter- suchungen von Relevanz ist. Mit Hilfe von ab initio-Methoden lassen sich prinzipiell durch Lösen des elektronischen Problems und einer genauen Schwingungsanalyse die verschiedenen lij in einem Mole- kül berechnen. In typischen GED-Experimenten im Molekularstrahl ermöglicht das Signal-Rausch-Verhältnis die Streuwinkelanalyse bis s = 30–40Å-1. Ein Datenbereich dieser Größe erlaubt zusammen mit den berechneten Schwingungsinformationen eine 10000 100000 1000000 107 108 Beschleunigungsspannung (V) 10000 100000 1000000 10-12 10-11 Beschleunigungsspannung (V)