Page - 47 - in Aufklärung der Struktur von Metallclusterionen in der Gasphase mittels Elektronenbeugung

Kleine Käfigstrukturen magnetisch dotierter Goldcluster 47 Abbildung 17: Flugzeitmassenspektrum von AunNim−. Die grünen Pfeile markieren das erste Auftreten von m = 1, m = 2 sowie die Clustergröße, mit ähnlichen Intensitäten für m = 0 und 1. Die Bildung reiner Goldclusteranionen dominiert die Intensitätsverteilung gegenüber den ein bis drei Nickelatome enthaltenden dotierten Clustern. Diese bilden sich erstmals mit Au3Ni1−. Clusterionen mit zwei Fremdmetallatomen erscheinen bei der Hexamer- und Heptamergröße und folgenden Clustern. Hier sind eine geringe Intensität gegenüber der umliegenden Clustergrößen sowie ein ähnliches Verhältnis für m = 0 und m = 1 (Anzahl der Nickelatome in AunNim–) auffällig. Es ist bekannt, dass in diesem Größen- bereich reine Goldclusteranionen planare Strukturen annehmen105,106, sowie zur Aus- bildung einer vollen Schale um ein Fremdatom mindestens neun Goldatome zu ver- wenden sind107. Dieser Bereich stellt für die Clustererzeugung in Aggregationsquellen zudem eine kriti- sche Keimgröße dar (siehe Kapitel 3.2). Wahrscheinlich ist deshalb eine Überlagerung rein thermodynamischer Strukturstabilität, die unter typischen Bedingungen in einem solchen Spektrum abgebildet werden („magische Peaks“), und kinetisch beeinflusster Keimbildung. Unter Gesichtspunkten der Kinetik könnte eine deutlich andersartige Ge- stalt der Clusterionen beim atomaren Wachstum von Bedeutung sein. Aus Ionenmobili- tätsmessungen (IMS) ist bekannt bzw. es liegt dem genutzten Prinzip zugrunde, dass eine planare Clusterstruktur verglichen mit einer z.B. durch ein Fremdatom gekrümm- ten, kompakteren Struktur gleicher Atomzahl sich in der Anzahl an Stößen stark unter- scheidet (Messgröße: Stoßquerschnitt). Es ist anzunehmen, dass sowohl Kühlrate (ab- hängig von der Häufigkeit von He-Stößen) als auch Wahrscheinlichkeit eines Cluster- Goldatom-Stoßes für planare (undotierte) Ionen höher ist. 0 2000 4000 6000 8000 0 500 1000 m/z (amu) 2 15 20 25 30 10 5