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Aufklärung der Struktur von Metallclusterionen in der Gasphase mittels Elektronenbeugung
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192 Strukturen von Metallclusterionen saederstruktur (1) mit einer dekaedrischen Struktur ergibt einen signifikant kleineren Rw-Wert. Die beste Mischung erreicht man für (1):(3) = 45:55 mit einem Rw-Wert von 3,9%. Für den Inodekaeder erhält man eine schlechter übereinstimmende Mischung bei (1):(2) = 40:60 mit einem Rw-Wert von 5,4%. Die Beimischung der sMtheo-Funktion des Kuboktaeders führt zu keiner Verbesserung des Rw-Wertes. Man kann zusammengefasst feststellen, dass unter den experimentellen Temperaturen T = 95K eine nahezu ausgeglichene Mischung der beiden Strukturmotive Ikosaeder und Dekaeder vorliegt. Die dekaedrische Anordnung ist möglicherweise leicht bevorzugt, was sich in den Rw-optimierten Mischungsverhältnissen ausdrückt. Ein Vergleich des Beugungsbilds mit den um eins bzw. zwei Atome verkleinerten Clustern Cu146− und Cu145− lässt keine Unterschiede erkennen. Auch hier finden sich die besten Mischungs- verhältnisse bei 55:45 zugunsten einer dekaedrischen Struktur. Abbildung 147: Experimentelle sMexp-Funktion (schwarze offene Kreise) und theoretische sMtheo-Funktion (rote Linie) der vier Strukturmotive von Cu147−: Ikosaeder (1), gekappter Deka- eder (2), Marksdekaeder (3) und Kuboktaeder (4). Die blaue Linie entspricht der gewichteten Abweichung ΔwsM. Rechts sind die berechneten Rw-Werte gezeigt. Für die Cluster der weiteren Elemente Ni und Ag ergibt sich das gleiche Bild. Die un- tersuchten Ensembles enthalten ebenso die zwei Strukturmotive Ikosaeder und Deka- eder. Tabelle 15 sind die Ergebnisse der Anpassungen im Detail zu entnehmen. Die 1. Rw = 10,9% 2. Rw = 7,9% 3. Rw = 6,7% 4. Rw = 20,5% 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 -4 -2 0 2 4 s / Å-1 -2 0 2 -4 -2 0 2 4 -4 -2 0 2 4 -4 -2 0 2 4 -4 -2 0 2 4 -4 0 4 -4 0 4 -4 0 4 -8 0 8 Isomerengemisch (1)+(3) 45% / 55% Rw = 3,9%
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Aufklärung der Struktur von Metallclusterionen in der Gasphase mittels Elektronenbeugung
Titel
Aufklärung der Struktur von Metallclusterionen in der Gasphase mittels Elektronenbeugung
Autor
Thomas Rapps
Verlag
KIT Scientific Publishing
Datum
2012
Sprache
deutsch
Lizenz
CC BY-NC-ND 3.0
ISBN
978-3-86644-878-0
Abmessungen
21.0 x 29.7 cm
Seiten
390
Schlagwörter
Elektronenbeugung, Nano-Metallcluster, Gasphase, massenselektiv, Strukturbestimmung
Kategorien
Naturwissenschaften Chemie

Inhaltsverzeichnis

  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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