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Aufklärung der Struktur von Metallclusterionen in der Gasphase mittels Elektronenbeugung
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327 Abbildung 163: Experimentelle sMexp-Funktionen der Kupferclusteranionen Cun− (n = 54–58) bei T = 95K, 400K und 530K. ........................................ 227 Abbildung 164: links – Aus MD-Simulationen unter Verwendung eines Guptapotenzials gewonnene Größen des Clusters Cu26 bei verschiedenen Temperaturen T. rechts – Momentaufnahmen verschiedener Strukturisomere. .......................................................... 231 Abbildung 165: Simulierte sMtheo-Funktion eines kanonischen Ensembles des Clusters Cu26 bei verschiendenen Temperaturen (T = 100–1000K). .. 231 Abbildung 166: links – Aus MD-Simulationen unter Verwendung eines Guptapotenzials gewonnene Größen der Clusters Cu54 bis Cu59 bei verschiedenen Temperaturen T. rechts – Momentaufnahmen verschiedener Strukturisomere von Cu56 und Cu58. ............................ 234 Abbildung 167: links – Simulierte Paarverteilungsfunktionen (PDF) bei verschiedenen Temperaturen T. rechts – Anpassung der sM- Funktionen von Cu56− bei T = 530K. .................................................. 236 Abbildung 168: links – Modellfunktionen sMtheo (T = 0K) der Cluster Cu56− „iko+1“ und Rosette sowie Cu57− Doppelrosette und Cu58− „iko+Trimer“. ..... 238 Abbildung 169: Isomere von Al55−. .............................................................................. 241 Abbildung 170: Anpassungen von Al55−. ...................................................................... 241 Abbildung 171: Isomere von Al69−. .............................................................................. 242 Abbildung 172: Anpassungen von Al69−. ...................................................................... 243 Abbildung 173: Anpassungen von Al147−. .................................................................... 244 Abbildung 174: Experimentelle sMexp-Funktionen der Aluminiumclusteranionen Aln− (n = 55, 69, 94, 100, 128, 147) bei T = 95K und 530K. .............. 245 Abbildung 175: Anpassung von Al69− bei T = 530K. ................................................... 248 Abbildung 176: Experimentelle sMexp-Funktion des Aluminiumclusteranions Al116− bei T = 95K und 530K. ....................................................................... 249 Abbildung 177: Anpassungen von Al116− bei T = 530K. .............................................. 252 Abbildung 178: Anpassungen von Al128− bei verschiedenen Temperaturen. ............... 252 Abbildung 179: Schematische Darstellung zur Erklärung der Bildung metastabiler Spezies während des atomaren Clusterwachstums. ........................... 253 Abbildung 180: Vorgeschlagene Stapelfehler in Al128−. ............................................... 254 Abbildung 181: links – Ensemble aus 223 zehnatomigen Strukturen (hartes Kugelpotenzial). rechts – R-Histogramme der Fits der Ensemblestrukturen an simulierte experimentelle Streufunktionen ausgewählter Strukturen. .................................................................... 260 Abbildung 182: Diagramme der verwendeten CNA-Strukturanalysetechnik. ............. 261 Abbildung 183: R-Histogramme der Fits der PBPYx1-Ensemblevertreter an simulierte Beugungsbilder von PBPYx1-Strukturen, der PBPYx1- Ensemblevertreter an OCTx1-Strukturen, der OCTx1-Ensemble- vertreter an OCTx1-Strukturen und der OCTx1-Ensemblevertreter an PBPYx1-Strukturen. ...................................................................... 262 Abbildung 184: Identische Paarverteilungsfunktion g(r) für zwei verschiedene 3D- Konfigurationen einer zehnatomigen Clusterstruktur. ........................ 263
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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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