Page - 288 - in Aufklärung der Struktur von Metallclusterionen in der Gasphase mittels Elektronenbeugung

288 Anhang A: Beugungsdaten weiterer Metallclusterionen A.4 Strukturmotiv von Clustern des bcc-Elements Tantal Die Strukturen von Tantalclustern sind von all den Übergangsmetallen mit am wenigs- ten untersucht. Für kleinere neutrale in einer Laserverdampfungsquelle erzeugte Cluster bis n = 40 Atome konnten magische Größen bei 7, 13, 15, 22 und 29 identifiziert wer- den.390 Interessanterweise zeigte der Cluster Ta19 eine minimale Häufigkeit im Massen- spektrum. In der gleichen Arbeit wurden Gemeinsamkeiten zum Element Niob festge- stellt. Beide Elemente zeigen ungewöhnliche ferroelektrische und magnetische (nur bei ungeraden Atomzahlen und tiefen Temperaturen) Eigenschaften bei Clustern.391 Theo- retische Studien auf hohem Niveau (DFT) wurden für Ta2-3392 sowie unter Verwendung von Pseudopotenzialen393 bis n = 23 durchgeführt. Cluster mit bis zu 100 Atomen wur- den mit Hilfe von semiempirischen Wechselwirkungspotenzialen (MD-Simulationen) untersucht.265 Ein Wandel der Struktur von einer polyikosaedrischen zu einer geschich- teten Frank-Kasper394-ähnlichen Struktur (σ-Phase395) wurde vorhergesagt. Der bcc- Übergang wird bei ca. 100 Atomen erwartet. Es ist bekannt, dass sich sphärisch geformte Blockkopolymere in bcc-Kristallen in der Nähe der Temperatur zum ungeordnetenxvi Übergang bilden.396 Diese Ordnung ent- spricht näherungsweise einem zwölfeckigen Quasikristall. Eine Beschreibung der Struk- turen ist mit Hilfe des Dzugutov-Potenzials397 möglich, das bevorzugt lokale Abbildung 193: Polyikosaedrische Strukturen erzeugt mit einem (Eisen-)Finnis-Sinclair- Potenzial193,262 (GA). Die Struktur Ta231 ist der Cambridge Cluster Database193 (CCD) entnommen und entstammt einem Dzugutov-Potenzial397. xvi Die strukturelle Klassifikation eines kontinuierlichen Phasenübergangs sieht nur einen mit der Ord- nung einer Kristallstruktur verknüpften Umwandlungsgrad vor. Der Subtyp eines Ordnungs-Unord- nungs-Phasenübergangs erfasst die Regelmäßigkeit mehrerer auf verschiedene Atompositionen statis- tisch verteilter Atome, wobei jede dieser Position nur noch von einer einzigen Atomsorte besetzt ist. Ta61 Ta78 Ta38 Ta26 Ta19 Draufsicht Seitenansicht Ta231 Draufsicht Seitenansicht Frank-Kasper-Phase