Page - 279 - in Aufklärung der Struktur von Metallclusterionen in der Gasphase mittels Elektronenbeugung

279 Anhang A: Beugungsdaten weiterer Metallclusterionen Die Findung brauchbarer Modellstrukturen ist eine Hauptschwierigkeit bei der Interpre- tation von Beugungsdaten. Wegen der limitierten zugänglichen Streuwinkel, ist eine inverse Transformation zu einer PDF stark fehlerbehaftet und kann keine Anhaltspunkte liefern. Die Größe mancher Systeme macht die systematische Analyse des Konfigurati- onsraums nicht durchführbar. In den angehängten Abschnitten A.1 bis A.7 wird aus diesem Grund in den meisten Fällen lediglich ein qualitativer Vergleich verschiedener Clustergrößen gezogen. Im Mittelpunkt steht dabei die Entwicklung der Struktur, die homoatomare Clusterionen von einigen wenigen bis über 500 Atome durchlaufen. A.1 Entwicklung der Clusterstruktur verschiedener Elemente der Gruppe 14 (Si, Sn, Pb) Neben den Übergangsmetallclustern (Kapitel 5.5 und 5.6) wurden bereits Unterschiede in der Strukturbildung beim Wachstum von Metallclustern in den Hauptgruppen III und V (Kapitel 5.2 und 6.3) analysiert. Während ein hohes Maß an Ähnlichkeit für z.B. fcc- Übergangsmetalle (u.a.) festgestellt werden konnte, existieren für die p-Block Elemente (Al, Bi) keine einfachen Wachstumsmechanismen. Die Festkörperphasen der Elemente der Gruppe 14 spiegeln die komplexen elektronischen Verhältnisse und ihren Einfluss auf die Strukturbildung wider. Innerhalb der Reihe findet man von Nicht- (C; Diamant) über Halbmetalle (Si) Elemente mit metallischem Charakter (Pb). Makroskopische Par- tikel bilden hexagonale, tetragonale und kubisch flächenzentrierte Kristallgitter. Um die Ausbildung der Phasen angefangen von Objekten aus wenigen Atomen zu verstehen, sind Clusterionen über einen breiten Massenbereich untersucht worden. In Abbildung 187 zeigt sich die strukturelle Entwicklung von größenselektierten Nano- partikeln der Elemente Silizium und Zinn anhand der sMexp-Funktionen. Für Si-Nano- kristalle können bereits sehr früh charakteristische Signaturen einer Diamantstruktur festgestellt werden. Im Wesentlichen wiederholen sich in der periodischen Struktur drei wichtige Entfernungen zwischen Streuzentren (siehe Abbildung 188): Der Abstand zu den vier Bindungspartnern (a) und die in einer Sesselkonfiguration aus sechs Siliziu- matomen diagonal gegenüberliegenden übernächsten Nachbarn (Abstände ca. 1,6a und 1,9a). Weitere Ordnungen sind aufgrund der deutlich größeren Entfernungen zweitran- gig für das Beugungsmuster. Die Phasen der beitragenden Paarabstände sind um ca. 50% und 100% verschoben, sodass – ähnlich wie bei Bismutclustern aufgrund der wie- derholt auftretenden Pentagonringstruktur beobachtet – bei kleineren Streuwinkeln wohldefinierte konstruktive und destruktive Interferenz des molekularen Streuanteils auftritt. Die oben benannten geringfügigen Abweichungen führen zu einem