Wasserstoffchemisorption an einfachen Metallclustern - KOPS ...

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Wasserstoffchemisorption an einfachen Metallclustern - KOPS ...

5. Ergebnisse und Diskussion

Es stellt sich heraus, dass der entscheidende Parameter zur Erzeugung beider Isomere

das Delay zwischen der PACIS-Entladung und der Beschleunigungsextraktion in der Be-

schleunigungseinheit aus der erzeugten Clusterverteilung ist. Je länger dieses Delay, desto

stärker prägte sich der erste Peak von Isomer „B“ aus. Der erste Peak von Isomer „A“

bildete sich nur bei kurzen Delays. Das legt nahe, dass Isomer „A“ einem metastabilen

Zustand entspricht und eine Lebensdauer besitzt, die in etwa der Verweildauer der Cluster

im Experiment beträgt. Isomer „B“ hingegen ist das thermodynamisch stabilere Isomer.

Es scheint immer vorhanden zu sein, was die Schulter im Bereich von 3,0−3,5eV im

Spektrum von Burkart et al. [10] erklärt.

Ein weiterer Effekt ergibt sich, wenn statt Wasserstoff Deuterium verwendet wird: Es ist

nicht möglich durch eine Veränderung der Delays der PACIS Isomer „A“ herzustellen. Das

Photoelektronenspektrum zeigt also nur die Eigenschaften von Isomer „B“:

Abbildung 5.11.: PES von Al13D − mit der vermuteten, berechneten Strukturen für das Isomer

„B“ des Clusters.

Es stellt sich die Frage, warum der deuterierte Al − 13-Cluster nur in Isomer „B“ vorliegt.

Eine erste Erklärung, die sich intrinsisch mit den Eigenschaften des Systems aus Al13 und

Wasserstoff beschäftigte, zielte auf den Massenunterschied des Deuteriums zum Wasser-

stoff ab. Dadurch ergeben sich andere Zustände in den Potentialtöpfen der beiden Isomere,

für Isomer „B“ würde der Grundzustand des Deuteriums dann tiefer liegen als bei Isomer

„A“. Für die hydrierten Al − 13-Cluster wären beide Zustände energetisch so nahe beieinan-

der, dass beide vorkommen würden [189].

Diese These ließ sich aufgrund theoretischer Berechnungen nicht aufrecht erhalten. Einen

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