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Kleine Käfigstrukturen magnetisch dotierter Goldcluster 51
Zugeordnet werden kann eine zu Au15Fe− homologe Verbindung (Isomer 2), die
+0,06 eV über dem berechneten Grundzustand liegt: Aus dem einfach überkappten
Sechsring wird ein Goldatom entfernt, sodass ein überkappter Fünfring entsteht. Die
ebenfalls auftretende – für diese Clustergröße nun hochsymmetrische – kuboktaedrische
Struktur (5) kann wegen des hohen berechneten Rw-Werts ausgeschlossen werden.
Au13Fe−
Ab 13 Goldatomen findet der genetische Algorithmus zum ersten Mal offene Struktu-
ren, bei denen das Eisenatom nicht verkapselt koordiniert ist (siehe Abbildung 22).
1. C4v, 0,00 eV, Rw = 4,1% 2. C1, 0,17 eV, Rw = 13,6% 3. Cs, 0,20 eV, Rw = 11,9%
4. Cs, 0,23 eV, Rw = 13,4% 5. C1, 0,25 eV, Rw = 9,3% 6. Cs, 0,26 eV, Rw = 13,3%
Abbildung 22: Die energetisch günstigsten Isomere von Au13Fe− mit Symmetrien, relativen
Energien und Rw-Werten. Das fett markierte Isomer kann zugeordnet werden.
Diese liegen mit +0,20 eV und mehr jedoch deutlich über dem berechneten Grundzu-
stand und können aufgrund der Rw-Werte jeweils über 11% ausgeschlossen werden.
Gleiches gilt für die zu Au14Fe− homologe Verbindung (5), deren doppelt überkappte
Seite nun ebenfalls aus einem Fünfring besteht. Sie liegt energetisch deutlich ungünsti-
ger und ist experimentell auszuschließen. Die verbleibenden das Eisenatom komplett
koordinierenden Strukturen, sind der Ikosaeder mit Adatom (Isomer 2), der sowohl
energetisch als auch aufgrund seiner schlechten experimentellen Übereinstimmung
(Rw = 13,6%) nicht in Betracht kommt, und die kuboktaedrische Struktur (überkappter
Kuboktaeder, Isomer 1). Letztere zeigt die beste experimentelle Übereinstimmung (sie-
he Abbildung 23) und ist im Vergleich zum Ikosaeder die etwas voluminösere Verbin-
dung mit einer Koordinationszahl 12 (KZ 12).
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Aufklärung der Struktur von Metallclusterionen in der Gasphase mittels Elektronenbeugung
- Title
- Aufklärung der Struktur von Metallclusterionen in der Gasphase mittels Elektronenbeugung
- Author
- Thomas Rapps
- Publisher
- KIT Scientific Publishing
- Date
- 2012
- Language
- German
- License
- CC BY-NC-ND 3.0
- ISBN
- 978-3-86644-878-0
- Size
- 21.0 x 29.7 cm
- Pages
- 390
- Keywords
- Elektronenbeugung, Nano-Metallcluster, Gasphase, massenselektiv, Strukturbestimmung
- Categories
- Naturwissenschaften Chemie
Table of contents
- Abstract
- 1 Einleitung 1
- 2 Elektronenbeugung in der Gasphase (GED) 5
- 3 Das TIED-Experiment 15
- 4 Heuristik der Clusterstrukturfindung 35
- 5 Strukturen von Metallclusterionen 45
- 5.1 Kleine Käfigstrukturen magnetisch dotierter Goldcluster (M@Aun−, M = Fe, Co, Ni; n = 12–15) 45
- 5.2 Ladungsabhängige Strukturunterschiede von kleinen Bismutclustern 68
- 5.3 Palladiumcluster (Pdn−/+, 13 ≤ n ≤ 147) 91
- 5.4 Wasserstoffadsorptionseigenschaften von massenselektierten Palladiumclustern 128
- 5.5 3d-/4d-/5d-Übergangsmetallcluster aus 55 Atomen 152
- 5.6 Strukturelle Entwicklung später Übergangsmetallcluster (Co, Ni, Cu, Ag) 184
- 6 Der Temperatureinfluss auf die Gleichgewichtsstruktur von Metallclusterionen 205
- 7 Statistische Untersuchungen zur Datenanalyse 259
- 8 Zusammenfassung und Ausblick 273
- Anhang A: Beugungsdaten weiterer Metallclusterionen 279
- A.1 Entwicklung der Clusterstruktur verschiedener Elemente der Gruppe 14 (Si, Sn, Pb) 279
- A.2 Schmelzen des Clusters Pb55− 283
- A.3 Der Zinncluster Sn13+ 379 286
- A.4 Strukturmotiv von Clustern des bcc-Elements Tantal 288
- A.5 Thermisch induzierte Oberflächenrekonstruktion beinahe geschlossenschaliger Silbercluster (Ag55±x−, x = 1–2) 290
- A.6 Möglicher Strukturübergang bei Silberclusterionen (Agn−, n = 80–98) 295
- A.7 Reine Goldcluster größer 20 Atome 296
- Anhang B: Apparative Entwicklung 305
- Anhang C: Einfluss der Fallengeometrie auf große Streuwinkel 311
- Anhang D: CNA-Analyse des zehnatomigen Strukturensembles 313
- Anhang A: Beugungsdaten weiterer Metallclusterionen 279
- Abbildungsverzeichnis 321
- Tabellenverzeichnis 331
- Literaturverzeichnis 333