Seite - 215 - in Aufklärung der Struktur von Metallclusterionen in der Gasphase mittels Elektronenbeugung

Kupfercluster 215 den Rw-Wert begründete Strukturzuordnung ist wegen der geringen Unterschiede der Isomere (PDFs) ebenso nicht mit hoher Sicherheit möglich. In Abbildung 159 sind die Anpassungen der sMtheo-Modellfunktionen der experimentell hauptsächlich vorliegen- den Clusterstrukturen gezeigt. Die strukturelle Ausbildung einer Rosette, die zu einer geringfügigen aber globalen Re- organisation der äußeren Schale führt, wird in einer deutlichen Schulter des sM- Streumaximums um s ≈ 6,2Å-1 sichtbar (siehe sMtheo von Cu57−). Qualitativ lässt sich diese Veränderung in den experimentellen sMexp-Funktionen der Cluster Cu56− und Cu54− nicht feststellen, weshalb hier die Rosettestruktur mit hoher Wahrscheinlichkeit keine bedeutende Rolle einnimmt. Anders stellt es sich für den Cluster Cu57− dar, in dessen experimenteller Streufunktion die charakteristische Schulter deutlich zu erken- nen ist. Dabei führen sowohl eine einzelne wie auch zwei gleichzeitig auftretende (be- nachbarte) lokale Rosettestrukturen zu dieser beobachtbaren Veränderung (Isomere 2 und 3). Beide Isomere ergeben in DFT-Rechnungen relativ ähnliche elektronische Ge- samtenergien (ΔE = +0,04eV). 6.1.2 Vergleich mit Beugungsbildern heißer Kupfercluster (Cun−, 26 ≤ n ≤ 71) Das Aufheizen von Metallclusterionen auf eine wohldefinierte Schwingungstemperatur kann durch Stöße mit einem Thermalisierungsgas (hier: Helium) erreicht werden. Es gelten dieselben physikalischen Prinzipien wie für den Abkühlungsprozess. Der Ener- gieübertrag eines einzelnen Stoßes wird durch die Temperatur des Clusters, die Kollisi- onsenergie und weitere Stoßparameter (z.B. Geometriefaktor, Wechselwirkungspoten- zial, u.a.) beeinflusst. Experimentell von Bedeutung ist der durchschnittliche Energie- übertrag. Zwei wesentliche Eigenschaften tragen zu einer schnellen Einstellung des thermodynamischen Gleichgewichts der Clustersysteme bei:313 1. Eine hohe Masse des Edelgasstoßpartners (Wobei der maximale Energietransfer unterhalb eines harten Ku- gelpotenzials bleibt.)x 2. Ein weiches Potenzial zwischen den Atomen innerhalb des Clusters (Intraclusterpotenzial). Zum Erreichen tiefer Temperaturen ist zudem das Wechselwirkungspotenzial zwischen Cluster und Edelgasatom von Bedeutung. Ein ty- pischer Abkühlprozess eines geschmolzenen Clusters auf die im TIED-Experiment ver- wendete Temperatur von T = 95K benötigt ca. 103–104 Heliumstöße.313 x Im TIED-Experiment wird ein leichtes Edelgas (He) verwendet, da der Einfangprozess in der Ionen- falle damit relativ langsam und effizient verläuft. Ebenso führt dieses Restgas zu einer sehr geringen Hintergrundstreuung.