Seite - 276 - in Aufklärung der Struktur von Metallclusterionen in der Gasphase mittels Elektronenbeugung

276 Zusammenfassung und Ausblick Der strukturelle Einfluss von Wasserstoffmolekülen auf monodisperse Palladium- clusterionen und ihre Adsorptionseigenschaften sind zum ersten Mal experimentell im Größenbereich bis n = 147 Atome in der Gasphase systematisch untersucht. In zwei Fällen Pd13Hx– und Pd26Hx–/+ konnte dabei eine adsorbatinduzierte strukturelle Verände- rung eindeutig dokumentiert werden. Im ersten bildet sich eine hohle Käfigstruktur, im zweiten wandelt sich die Geometrie von einer Td-Symmetrie zu einer schichtähnlichen Struktur. Mit der Strukturänderung geht in diesen Fällen eine Reduzierung des mittleren Atomvolumens einher. Nahezu alle untersuchten Cluster nehmen eine die Festkör- perstruktur übersteigende relative stöchiometrische Menge Wasserstoff auf. Im Bereich größerer Cluster wird eine in erster Näherung mit der Clusteroberfläche skalierende Adsorptionsmenge gemessen. Eine Inkorporation in das Clustervolumen kann gleichzei- tig unter den experimentellen Bedingungen aufgrund unveränderter mittlerer Pd–Pd- Abstände in diesen Fällen eindeutig ausgeschlossen werden. Neben den experimentellen Arbeitsergebnissen wurden die methodischen Grenzen der Strukturzuordnung anhand simulierter Streudaten, die mit einem künstlichen weißen Rauschen versehenen wurden, analysiert. Dabei wurde die Wiederfindbarkeitswahr- scheinlichkeit eines gewählten Isomers aus einem finiten Ensemble anhand eines eigens neu definierten Ähnlichkeitskriteriums bestimmt. Diese auf rein geometrische Eigen- schaften eines Clusters bezogenen Erkenntnisse erlauben eine allgemeine Bewertung der Zuordnungssicherheit einer Kandidatstruktur. Für die Zukunft ermöglichen die im Rahmen dieser Dissertation umgesetzten appara- tiven Modifikationen neuartige Experimente. Eine von der Ionenspeicherung entkoppel- te Massenselektion mit hoher Auflösung ermöglicht ab jetzt die Untersuchung von Clusterstrukturen schwach streuender leichter Elemente oder sehr kleiner Partikel aus wenigen Atomen. Es wird mit diesem Aufbau ebenso möglich, die Eigenschaften defi- nierter binärer Mischungen als Funktion ihrer Zusammensetzung erstmals in einem iso- lierten Nanosystem zu untersuchen. Zusätzlich kann dieses Verhalten abhängig von der Temperatur studiert werden. Ein einfaches Experiment dieser Art verwendet eine Di- mersonde eines schweren, stark streuenden Elementes in einem großen Cluster eines leichteren Elements (z.B. Au2Aln–). Der durch Beugung effizienter nachgewiesene Di- merabstand kann als Funktion einer thermischen Diffusion erfasst werden. Die instal- lierten Gaszuleitungen zu Clusterquelle und Ionenfalle erlauben zusätzlich das Studium der beschriebenen Prozesse unter Anwesenheit und Einwirken reaktiver Gase (z.B. H2, CO, O2) an verschiedenen Stellen des Experiments. Hier sind neben den bereits in die- ser Arbeit untersuchten Oberflächenreaktivitäten und -rekonstruktionen von Clustern isomerenspezifische Untersuchungen aufgrund verschiedener Reaktivitäten möglich (z.B. Titration375). Wenn noch ein Heliumkryostat in den Versuchsaufbau integriert wird, dann kann man Clusterstrukturen bei Temperaturen von 20K erforschen. Diese Maßnahme erlaubt die