Page - 131 - in Aufklärung der Struktur von Metallclusterionen in der Gasphase mittels Elektronenbeugung

Wasserstoffadsorptionseigenschaften von Palladiumclustern 131 5.4.1 Erzeugung wasserstoffbeladener Cluster Palladium-Wasserstoff-Verbindungen lassen sich in einer Magnetronsputterquelle durch Zumischen von molekularem Wasserstoff (H2) in das Trägergas erzeugen. Die Molekü- le dissoziieren im Argonplasma oder auf den Palladiumatomen/-clustern zu einem be- stimmten Grad und wirken maßgeblich am Clusterwachstum mit. In Abbildung 108 zeigen Flugzeitmassenspektren, dass unter vergleichbaren Betriebsbedingungen die Zu- gabe von ca. 2 Vol.–% H2 zu einem deutlich anderen Größenwachstum führt. Die Clus- terverteilung verschiebt sich zu größeren m/z-Werten. Aufgrund der zahlreichen Isotopologe (siehe Abschnitt 5.3.1) und der relativ geringen Auflösung des TOF-Instruments (siehe Kapitel 3.3) ist eine Unterscheidung der eventu- ell verschiedenen H/Pd-Stöchiometrien der Cluster nicht möglich. Wie in Abbildung 109 (rechts) jedoch zu erkennen führt selbst die kleinste experimentell einstellbare Menge H2 (0,5 sccm) zu einer vollständigen Sättigung der Cluster – es ist keine Ver- breiterung der verschiedenen Signale zu erkennen. Abbildung 108: Flugzeitmassenspektren von unter ähnlichen Bedingungen erzeugten Palladi- umclusteranionen ohne (schwarz) und mit ca. 2 Vol.–% H2 (blau) im Trägergas. Durch Vergleiche von Flugzeiten reiner Palladiumcluster mit wasserstoffbeladenen lässt sich über den Schwerpunkt zugehöriger Signale die aufgenommene Menge von H- Atomen mit einer Genauigkeit von ca. 1–2 amu bestimmen (siehe Abbildung 109, links). Abhängig von der Ladung der Cluster (+/–) zeigen sich deutliche Unterschiede in der H-Belegung. In beiden Fällen ist das Verhältnis gespeicherten Wasserstoffs zur Pal- ladiumanzahl meist deutlich über dem einer α’-Phase des Festkörpers (0,706)221. Ledig- lich für anionsche Cluster bestehend aus mehr als ~70 Atomen sinkt die Stöchiometrie leicht unter den α’-Schwellenwert. m/z (amu) 1 0 2 3 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000