Wasserstoffchemisorption an einfachen Metallclustern - KOPS ...

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Wasserstoffchemisorption an einfachen Metallclustern - KOPS ...

Kupfercluster

Allgemeines

2.2. Cluster

Kupfer hat die Ordnungszahl 29 im Periodensystem der Elemente. Es hat die oben erwähn-

te Elektronenkonfiguration und kommt in zwei stabilen Isotopen vor: 63 Cu mit 69,17%

Häufigkeit und 65 Cu mit 30,83% Häufigkeit.

Geometrische Struktur

Eine Methode, die einen direkten Zugang zur Clusterstruktur ermöglicht, ist die Trapped

Ion Electron Diffraction (TIED) von Lechtken et al. in der Gruppe von Schooss [82]. Da-

bei werden die Cluster in einer Ionenfalle gespeichert und mittels Elektronenbeugung die

Struktur bestimmt. Es konnten unterschiedliche Strukturen für die X20-Cluster der Münz-

metalle gefunden werden. Die Strukturen unterschieden sich ebenfalls vom Ladungszu-

stand, negativ oder positiv, man fand also 6 verschiedene Strukturen.

Weitere Aussagen betreffen hauptsächlich den Übergang von planaren Strukturen zu drei-

dimensionalen Geometrien oder unterschiedliche Geometrien für verschiedene Ladungs-

zustände,−,0,+. Für neutrale Cluster findet der Übergang zu 3-d Strukturen bei 7 Atomen

statt [83,84]. Anionische Cluster sollen diesen Übergang bei n=6 haben [85,86]. Für Ka-

tionen wird dieser Übergang bei n=5 vorausgesagt. Bemerkenswert sind die Geometrie-

unterschiede bei Cu3: linear für das Anion und trigonal für das Neutralteilchen; Cu − 6 wird

als Anion dreidimensional, während Cu6 planar ist [87]. Teilweise wurden auch einzelne

Systeme aus Kupferatomen untersucht und berechnet: Danovich et al. [88] berechneten

die Dimere der Münzmetalle in Bezug auf die Spinzustände der beiden bindenden Elek-

tronen. Häkkinen et al. [89] wiesen 3-d Strukturen für Cu7 und Ag7 nach, die sich für Gold

nicht einstellten. Eine Betrachtung der Nonamerisomere Cu9 führeten Assadollahzadeh et

al. [90] durch: sie errechneten 3 Isomere mit verschiedenen Polarisierbarkeiten.

Elektronische Struktur

Experimentell spielt die Photoelektronenspektroskopie von Kupferclustern eine heraus-

ragende Rolle: Untersuchungen mit verschiedenen Wellenlängen von 2,4eV [91] bis zu

7,9eV [92] wurden durchgeführt. Energieauflösung bis in den Bereich 10meV konnten

für kleine Photonenenergien realisiert werden. Die Veränderung des 3d-Bandes bei aus-

gewählten Clustern beobachtete Cheshnovsky et al. [92], Ganteför et al. [93] betrachteten

Kupfer- Nickel- und Platincluster unter Berücksichtigung der möglichen magnetischen Ei-

genschaften der Cluster bis n=8. Kleine Münzmetallcluster, n=1−10 für Ag bzw. Cu

und n=1−5 für Au, wurden von Ho et al. [94] mit 3,35eV und guter Energieauflösung,

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