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Aufklärung der Struktur von Metallclusterionen in der Gasphase mittels Elektronenbeugung
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Page - 268 - in Aufklärung der Struktur von Metallclusterionen in der Gasphase mittels Elektronenbeugung

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268 Statistische Untersuchungen zur Datenanalyse teilung um die Datenpunkte angenommen. Die Größe frandom entspricht einer zufälligen Zahl dieser Verteilung und wird mit dem Vorfaktor 0,005 angepasst, um ein typisches experimentelles Verhalten der sMrauschen-Funktion zu erzeugen. Die Breite der Gaußkur- ve wird mit σ = 1 gewählt und ist streng genommen beliebig bestimmt. Neben den schwankenden sM-Funktionswerten ist des Weiteren ein Fehler der gemittelten Streuin- tensität I in der Bestimmung der Rw-Werte berücksichtigt. In Abbildung 186 (rechts) ist ein typischer Verlauf des Fehlers als Funktion des Pixelabstands zum Bildzentrum ge- zeigt. Der Verlauf ist in erster Näherung (wie I) durch eine exponentielle Abnahme zu beschreiben. Die verwendeten Fehlerabhängigkeiten werden durch diese analytische Form über den Anpassungsbereich bestimmt. Abbildung 186: links – Die simulierte sMtheo-Funktion der Ensembleisomere (rote Kurve) wird mit weißem Rauschen versehen (schwarze offene Kreise). rechts – Verlauf eines typischen ex- perimentellen Fehlers als Funktion des Abstands r (in Pixeln) zum Symmetriezentrum des Bil- des (Kurve mit Datenpunkten, hier: Pd20−). Zur Berechnung gewichteter R-Wert wird eine expo- nentielle analytische Form (schwarze Kurve) verwendet. Die Fits werden in einem möglichst realitätsnahem Szenario durchgeführt: Der an- gepasste Datenbereich des Streuvektorbetrags ist s = 2–12Å-1. Eine Verbreiterung in Form einer Rechtecksfunktion um sieben Pixel wird berücksichtigend gewertet und kommt einer Signalstreuung auf der CCD-Sensoroberfläche aufgrund der endlichen Ausdehnung von Clusterionenwolke und Elektronenstrahl nach. Ansonsten erfolgt die Durchführung und Kategorisierung der Strukturen analog zu den ungewichteten Unter- suchungen. Tabelle 28 sind die berechneten mittleren P5-Rw-Werte der verschiedenen Strukturfami- lien zu entnehmen. Aufgrund des Fehlers erhält man tendenziell kleinere Zahlenwerte und die Abweichungen fallen geringer aus. Das simulierte (verrauschte) Streumuster wird in 18,8% der Fälle nicht von der Ausgangsstruktur am besten beschrieben. Die Abweichungen zum Mutterisomer sind jedoch gering (im Schnitt 0,05%, maximal 0,2%) und treten ausschließlich in der PBPY- und Rest-Gruppe auf. Die günstigste Mo- dellstruktur ist stets Vertreter desselben Strukturtyps. Man erhält als mittlere Rw-Werte 0 50 100 150 200 250 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Abstand r (Pixel) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 s / Å-1 +3,5 0 -3,5
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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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