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Aufklärung der Struktur von Metallclusterionen in der Gasphase mittels Elektronenbeugung
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Page - 119 - in Aufklärung der Struktur von Metallclusterionen in der Gasphase mittels Elektronenbeugung

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Palladiumcluster 119 nen Strukturen ausgegangen werden kann. Gleichermaßen kann für die Cluster Pd13+/− von unterschiedlichen Geometrien gesprochen werden. Eine schichtartige Struktur, wie sie für Pd13− vorgeschlagen wurde (siehe Abschnitt 5.3.2), liegt für den kationischen Fall nicht vor. Das für den Schichtstrukturtyp charakteristische Muster zeigt bei s = 5Å-1 stets einen asymmetrischen Verlauf der sM-Funktion. Im Folgenden sei für die drei ka- tionischen Fälle n = 26, 38 und 55 die Übereinstimmung bereits gefundener Struktur- motive überprüft. Abbildung 101: Experimentelle sMexp-Funktion (genäherter Hintergrund) von Palladiumcluster- anionen (schwarze Kurve) und -kationen (blaue Kurve). Variiert ist die Palladiumclustergröße (n = 13, 26, 38, 55). Signifikante Unterschiede sind ersichtlich bei Pd13−/+ (2. und 3. Streumaxi- mum) und Pd55−/+ (3. Streumaximum). Pd26+ Die Struktur von Pd26+ ist mit der des Clusters Pd26– nahezu identisch. Die elektronische Spinmultiplizität der Isomere (1) und (2) (siehe Abbildung 102) ergibt in beiden Fällen den kleinstmöglichen Wert (Dublett). Dagegen wurden für die besten Kandidatstruktu- ren des Clusters Pd26− mindestens sieben ungepaarte Elektronen gefunden. Die relative Energie der Pd26+-Td-Struktur liegt etwas niedriger (+0,61 eV gegenüber +0,99 eV, BP86 / SVPs0), gibt die experimentell gefundenen Verhältnisse jedoch wie im Falle des Pd26– falsch wieder. Die Anpassung für Isomer (2) liefert einen Rw-Wert von 2,0%. Da- mit kann die Td-Struktur eindeutig dem untersuchten Cluster zugeordnet werden. Die -1 0 1 2 -2 0 2 -2 0 2 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 -2 0 2 4 n=38 n=13 n=26 n=55 s / Å-1 4
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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

  1. Abstract
  2. 1 Einleitung 1
  3. 2 Elektronenbeugung in der Gasphase (GED) 5
    1. 2.1 Einführung in die Streutheorie 7
    2. 2.2 Streuung am Molekül 9
    3. 2.3 Anwendung der Streutheorie 10
    4. 2.4 Näherungen 11
  4. 3 Das TIED-Experiment 15
    1. 3.1 Das Vakuumsystem 17
    2. 3.2 Die Clusterquelle 17
    3. 3.3 Das Flugzeitmassenspektrometer 20
    4. 3.4 Der Massenfilter 21
    5. 3.5 Die Paulfalle 23
    6. 3.6 Durchführung des Beugungsexperiments 27
    7. 3.7 Datenanalyse 29
  5. 4 Heuristik der Clusterstrukturfindung 35
    1. 4.1 Dichtefunktionaltheorie 35
    2. 4.2 Genetischer Algorithmus (GA) 42
  6. 5 Strukturen von Metallclusterionen 45
    1. 5.1 Kleine Käfigstrukturen magnetisch dotierter Goldcluster (M@Aun−, M = Fe, Co, Ni; n = 12–15) 45
    2. 5.2 Ladungsabhängige Strukturunterschiede von kleinen Bismutclustern 68
    3. 5.3 Palladiumcluster (Pdn−/+, 13 ≤ n ≤ 147) 91
    4. 5.4 Wasserstoffadsorptionseigenschaften von massenselektierten Palladiumclustern 128
    5. 5.5 3d-/4d-/5d-Übergangsmetallcluster aus 55 Atomen 152
    6. 5.6 Strukturelle Entwicklung später Übergangsmetallcluster (Co, Ni, Cu, Ag) 184
  7. 6 Der Temperatureinfluss auf die Gleichgewichtsstruktur von Metallclusterionen 205
    1. 6.1 Kupfercluster (Cun−, 19 ≤ n ≤ 71) 205
    2. 6.2 Thermisch induzierte Oberflächenrekonstruktion beinahe geschlossenschaliger Kupfercluster (Cu55±x−, x = 1–2) 226
    3. 6.3 Aluminiumcluster (Aln−, 55 ≤ n ≤ 147) 240
  8. 7 Statistische Untersuchungen zur Datenanalyse 259
  9. 8 Zusammenfassung und Ausblick 273
    1. Anhang A: Beugungsdaten weiterer Metallclusterionen 279
      1. A.1 Entwicklung der Clusterstruktur verschiedener Elemente der Gruppe 14 (Si, Sn, Pb) 279
      2. A.2 Schmelzen des Clusters Pb55− 283
      3. A.3 Der Zinncluster Sn13+ 379 286
      4. A.4 Strukturmotiv von Clustern des bcc-Elements Tantal 288
      5. A.5 Thermisch induzierte Oberflächenrekonstruktion beinahe geschlossenschaliger Silbercluster (Ag55±x−, x = 1–2) 290
      6. A.6 Möglicher Strukturübergang bei Silberclusterionen (Agn−, n = 80–98) 295
      7. A.7 Reine Goldcluster größer 20 Atome 296
    2. Anhang B: Apparative Entwicklung 305
      1. B.1 Erhöhung der Sensitivität 305
      2. B.2 Designstudie zur Auflösungserhöhung des TOF-Instruments 306
    3. Anhang C: Einfluss der Fallengeometrie auf große Streuwinkel 311
    4. Anhang D: CNA-Analyse des zehnatomigen Strukturensembles 313
  10. Abbildungsverzeichnis 321
  11. Tabellenverzeichnis 331
  12. Literaturverzeichnis 333
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