Page - 239 - in Aufklärung der Struktur von Metallclusterionen in der Gasphase mittels Elektronenbeugung

Thermisch induzierte Oberflächenrekonstruktion beinahe geschlossenschaliger Kupfercluster 239 Clustern mit Adatomen. Der Cluster Cu55− zeigt bis zu einer Temperatur von T = 400K keine signifikanten Veränderungen an dieser Stelle. Für Cu54– ist dieser prinzipielle Ein- fluss zwar erkennbar, jedoch schwächer ausgeprägt als bei Clustern mit zusätzlichen Atomen. Die Atome wandern vermutlich leichter als in einer geschlossenschaligen Struktur, verrutschen jedoch wahrscheinlich nur innerhalb derselben Schale und treten nicht auf die Oberfläche. Dies äußert sich kaum in einem Streubild, da dabei lediglich zwei Sorten strukturäquivalenter Atompositionen tauschen (Ecke und Kante), und diese keine signifikanten neuen oder modifizierten Beiträge zur Paarabstandsfunktion liefern. Ein durch die hinzugefügten Atome beeinflusster Oberflächenstress hängt stark von den Bindungsenergien und geometrischen Gegebenheiten (z.B. optimale Bindungslängen, Strukturmotiv) des Clusters ab. Die Ausbildung einer Rosettestruktur bewirkt, dass alle PDF-Beiträge der 42 übrigen Oberflächenatome hiervon beeinflusst werden und die Atome geringfügige Auslenkung erfahren. Untersucht man unter Konservierung der Ikosaederstruktur diesen Einfluss durch Aus- tauschen des Elements, so können andere Ergebnisse erwartet werden. Im Anhang A.5 dieser Arbeit finden sich experimentelle sMexp-Funktionen von analogen Silbercluster- ionen bei T = 530K. Die für die Cluster M55− beider Elemente berechneten Bindungs- energien (pro Atom) sind 2,01 eV (M = Ag) und 2,70 eV (M = Cu). Dabei sind die van- der-Waals-Radii der Silberatome verglichen mit denen des Kupfers um ca. 23% größer. Dortige Untersuchungen zeigen, dass Silberclusteranionen dieser Größe unter denselben thermischen Bedingungen ebenso nicht schmelzen. Die sMexp-Funktionen zeigen ein qualitativ ähnliches Bild. Ausnahmen dieses Verhaltens sind die Cluster Ag54− und Ag55−. In diesen speziellen Fällen ist die Mobilität der Atome gegenüber den Kupfer- analoga erhöht.