Page - 13 - in Aufklärung der Struktur von Metallclusterionen in der Gasphase mittels Elektronenbeugung

Näherungen 13 genaue Verfeinerung der Modellstruktur des Moleküls. Auf diese Weise können Bin- dungslängen und –winkel auf 0,01Å bzw. 0,01° genau bestimmt werden. Neben den theoretischen Schwächen der Modellierung der Elektronenbeugung führen ebenso experimentelle Einflüsse zu leichten Abweichungen von den erwarteten Werten. Abhängig von der Anzahl an Metallclusterionen in der Paulfalle ergibt sich aufgrund der Coulombabstoßung untereinander und des Potenzialgradienten des elektrodynami- schen Fallenfeldes eine Clusterionenwolke mit endlicher Ausdehnung. Ihre Größe ist durch das Raumladungslimit begrenzt. Die mittlere Ionenverteilung hat zunächst einen gaußförmigen Verlauf um das Fallenzentrum und wird, wie von M. Kordel durch orts- aufgelöste Fluoreszenzmessungen gezeigt, für größere Ensembles zu einer Plateaufunk- tion.35 Das aufgezeichnete Beugungsmuster entspricht dann der Mittelung aus den ge- falteten Wahrscheinlichkeiten der verschiedenen Elektronen- und Clusterionenvertei- lungen (siehe Abbildung 3, links). Des Weiteren werden die Speichereigenschaften der Falle durch jede Abweichung von theoretisch optimaler Elektrodengeometrie beein- flusst. Zum ein- und auskoppeln des Elektronenstrahls befindet sich in den Endkappen- elektroden eine minimale Öffnung von 1,5mm. Wie in Abbildung 3 (rechts) zu erken- nen, führt diese zur Abschattung für große Streuwinkel für Elektrodenöffnungen kleiner 3mm (siehe Anhang C). Die Folge sind ein im Vergleich zum Modell systematisch verminderten experimentellen Streuanteil, der, wie später in den Strukturanpassungen in Kapitel 5 zu erkennen ist, einer zusätzlichen Dämpfung des Gesamtsignals zu großen Streuwinkeln entspricht. Abbildung 3: links – Räumliche Ausdehnung der Clusterionenwolke in der Paulfalle sowie des Elektronenstrahls. Angegeben Zahlen entsprechen der Standardabweichung σ einer gauß- förmigen Verteilung. rechts – Simulierte Beugungsbilder mit zusätzlicher Berücksichtigung einer Endkappenelektrode mit Loch verschiedener Größen (logarithmische Skala). Beim Erhöhen der Anzahl an Streuzentren in der Falle gilt des Weiteren zu beachten, dass die Wahrscheinlichkeit der Streuung eines Clusters mit einem Elektron, das bereits zuvor einen Streuprozess durchlaufen hat, zunimmt. Diese Mehrfachstreuung oder auch Dreiatomstreuung genannt kann sowohl an zwei verschiedenen Clustern stattfinden, was aufgrund der geringen Teilchendichte im TIED-Experiment ausgeschlossen werden 1,5mm 0,5mm 3mm∞