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Aufklärung der Struktur von Metallclusterionen in der Gasphase mittels Elektronenbeugung
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Page - 218 - in Aufklärung der Struktur von Metallclusterionen in der Gasphase mittels Elektronenbeugung

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218 Der Temperatureinfluss auf die Gleichgewichtsstruktur von Metallclusterionen Tabelle 19: Fitparameter der sMtheo-Modellfunktionen des Clusters Cu34− von Anpassungen an Beugungsdaten kalter und heißer Clusterionen (T = 530K). Angegeben sind die mittleren Schwingungsamplituden L95K, L530K sowie die entsprechenden Rw-Werte. Isomer von Cu34− L95K L530K Rw,95K / Rw,530K (1) 0,16 0,25 2,5% / 5,9% (2) 0,15 0,21 7,6% / 3,7% (3) 0,16 0,21 7,3% / 3,6% (4) 0,14 0,22 3,8% / 2,7% (5) 0,17 0,22 5,7% / 1,7% Bei erhöhten Temperaturen wäre eine Strukturzuordnung – und nur dann – zugunsten des Isomers (5) zu treffen (siehe Abbildung 161), sofern den berechneten relativen Energien aus dem BP86- und nicht dem TPSS-Ansatz Glauben geschenkt wird (siehe Seite 210). Man kann eine geringe Abweichung der sMtheo-Modellfunktion bei s ≈ 6Å-1 beobachten. Das isoenergetische Isomer (4) kann über den Rw-Anpassungswert (2,7%) ebenso nicht sicher ausgeschlossen werden. Eine binäre Mischung mit Isomer (1), das bei tiefen Temperaturen zuzuordnen ist, ergibt für beide Fälle (Isomer 4 und 5) keine Verbesserung des Rw-Werts. Man kann an dieser Stelle festhalten, dass an diesem Clus- ter wahrscheinlich eine strukturelle Veränderung auf thermischem Wege induziert wur- de. Eine Zuordnung von (4) oder (5) ist aufgrund der relativ hohen berechneten Ener- gien nicht zu treffen. Es ist ebenso möglich, dass ein bei der Temperatur T = 530K rele- vantes Strukturisomer in der GA-Suche nicht gefunden wurde. Hierfür spricht die starke Funktional- und Basissatzabhängigkeit der DFT-Ergebnisse. Abbildung 161: Experimentelle sMexp-Funktion (schwarze offene Kreise) und theoretische sMtheo-Funktion (rote Linie) des Isomers 5 von Cu34− (T = 530K). Die blaue Linie entspricht der gewichteten Abweichung ΔwsM. 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 -1 0 1 2 (2) s / Å-1 -1 0 1 5)
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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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