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Aufklärung der Struktur von Metallclusterionen in der Gasphase mittels Elektronenbeugung
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Page - 321 - in Aufklärung der Struktur von Metallclusterionen in der Gasphase mittels Elektronenbeugung

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321 Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Simuliertes Elektronenbeugungssignal des Clusters Pd55−. .................... 6 Abbildung 2: Die Elektronengeschwindigkeit sowie die entsprechende de-Broglie-Wellenlänge in Abhängigkeit der Beschleunigungsspannung. ................................................................... 12 Abbildung 3: links – Räumliche Ausdehnung der Clusterionenwolke in der Paulfalle sowie des Elektronenstrahls. rechts – Simulierte Beugungsbilder mit zusätzlicher Berücksichtigung einer Endkappenelektrode mit Loch. ............................................................. 13 Abbildung 4: Experimenteller Aufbau der TIED-Apparatur. ..................................... 15 Abbildung 5: Aufbau der Kammer der Clusterquelle ................................................. 18 Abbildung 6: TOF-Ankunftszeitverteilung in der Clusterquelle generierter Palladiumclusteranionen. ...................................................................... 19 Abbildung 7: Metalltargets zur Erzeugung heteroatomarer Clusterionen. ................. 20 Abbildung 8: Stabilitätsdiagramm der Ionenbewegung in einem zweidimensionalen Quadrupolfeld. ....................................... 22 Abbildung 9: Aufbau der Paulfalle ............................................................................. 23 Abbildung 10: Stabilitätsdiagramm der Paulfalle. ........................................................ 24 Abbildung 11: Visualisierung der Ionenbewegung in einer Paulfalle. ......................... 24 Abbildung 12: links – Ausgelesene Pixelintensitäten des CCD-Chips. rechts – Anteil des Beugungssignals nach Abzug eines Referenzbildes. ........... 28 Abbildung 13: links – Einzelbild mit der höchsten im TIED-Experiment gemessenen Streuintensität, Ag147−. mitte – Referenzbild der Hintergrundstreuung. rechts – Differenzbild. ....................................... 29 Abbildung 14: Beugungsintensitäten I, Hintergrundsfunktion und angepasste modifizierte molekulare Beugungsintensitäten sM der Strukturanpassung von Pd26−. ............................................................... 33 Abbildung 15: Populationsverlauf von Bi16-Clustern bis zur 100. Generation eines genetischen Algorithmus. ..................................................................... 43 Abbildung 16: links – Schematische Darstellung der Rouletteauswahl in einem GA. rechts – Schematische Darstellung des Kreuzens zweier Clusterstrukturen. .................................................................................. 44 Abbildung 17: Flugzeitmassenspektrum von AunNim−. ................................................ 47 Abbildung 18: Isomere von Au15Fe−. ........................................................................... 49 Abbildung 19: Anpassungen von Au15Fe−. ................................................................... 49 Abbildung 20: Isomere von Au14Fe−. ........................................................................... 50 Abbildung 21: Anpassungen von Au14Fe−. ................................................................... 50 Abbildung 22: Isomere von Au13Fe−. ........................................................................... 51 Abbildung 23: Anpassungen von Au13Fe−. ................................................................... 52 Abbildung 24: Isomere von Au12Fe−. ........................................................................... 52 Abbildung 25: Anpassungen von Au12Fe−. ................................................................... 53 Abbildung 26: Isomere von Au15Co−. ........................................................................... 54
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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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