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Aufklärung der Struktur von Metallclusterionen in der Gasphase mittels Elektronenbeugung
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328 Abbildungsverzeichnis Abbildung 185: links – Das Perzentil P5 markierte das Lagemaß bei dem 5% der gesamten Stichprobe bei kleineren Werten zu finden ist. rechts – Verteilung des P5-Quantils aller Isomere der PBPY-Gruppe. ............ 264 Abbildung 186: links – Die simulierte sMtheo-Funktion der Ensembleisomere wird mit weißem Rauschen versehen. rechts – Verlauf eines typischen experimentellen Fehlers als Funktion des Abstands r zum Symmetriezentrum des Bildes. ............................................................ 268 Abbildung 187: links – Experimentelle sMexp-Funktionen der Siliziumclusteranionen Sin− (n = 55 bis 561). rechts – Experimentelle sMexp-Funktionen der Zinnclusteranionen Snn− (n = 28 bis 134). .................................................................................. 280 Abbildung 188: links – Diamantstruktur des Siliziumkristalls. rechts – β-Zinn- Schichtstruktur. ................................................................................... 281 Abbildung 189: Experimentelle sMexp-Funktionen der Bleiclusteranionen Pb16−, Pb17−, Pb55− sowie einer simulierten sMtheo-Funktion eines fcc- Festkörperausschnitts. ......................................................................... 282 Abbildung 190: links – Experimentelle sMexp-Funktionen des Bleiclusteranions Pb55− bei T = 95K und 530K. rechts – PDF eines kanonischen Ensembles (MD-Simulation) bei T = 700K und eine versuchte R- Anpassung an experimentelle Daten. .................................................. 284 Abbildung 191: links – Simulierte sMtheo-Funktionen (MD) des (ikosaedrischen) Bleiclusters Pb55 bei T = 150K und 200K. rechts – Lindemannindex δL der Bleicluster Pb55 und Pb54. ............................. 285 Abbildung 192: Berechnete Rw-Werte unterschiedlicher Fraktionen des Ih- und C1- Isomers von Sn13+ bei T = 95K und 296K. .......................................... 287 Abbildung 193: Polyikosaedrische Strukturen erzeugt mit einem (Eisen-)Finnis- Sinclair-Potenzial. ............................................................................... 288 Abbildung 194: Experimentelle sMexp-Funktionen der Tantalclusteranionen Tan− (n = 19 bis 78). .................................................................................... 289 Abbildung 195: Experimentelle sMexp-Funktionen der Silberclusteranionen Agn− (n = 54–58) bei T = 95K, 300K und 530K. ......................................... 291 Abbildung 196: links – Aus MD-Simulationen unter Verwendung eines Guptapotenzials gewonnene Größen der Clusters Ag54 bis Ag57 bei verschiedenen Temperaturen T. rechts – Momentaufnahmen verschiedener Strukturisomere von Ag54. ........................................... 292 Abbildung 197: Anpassungen von Ag55− bei T = 530K. ............................................... 293 Abbildung 198: Anpassungen von Ag54− bei T = 530K. ............................................... 294 Abbildung 199: Experimentelle sMexp-Funktionen der Silberclusteranionen Agn− (n = 80–92, 96). ................................................................................... 295 Abbildung 200: Isomere von Au21−. .............................................................................. 296 Abbildung 201: Anpassungen von Au21−. ..................................................................... 297 Abbildung 202: Isomere von Au22−. .............................................................................. 298 Abbildung 203: Anpassungen von Au22−. ..................................................................... 299 Abbildung 204: Isomere von Au23−. .............................................................................. 299 Abbildung 205: Anpassungen von Au23−. ..................................................................... 300 Abbildung 206: Isomere von Au24−. .............................................................................. 300
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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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