n≤40を備えたニュートラルSNNクラスターの光吸収と形状の遷移：光分離分光法と電気ビーム偏向研究

n = 6-20、25、30、40のニュートラルSNNクラスターは、構造の進化に関連して光学吸収を明らかにすることを目的として、共同実験および量子化学研究で調査されます。電気ビームのたわみと光偏差分光法は、16 k、32 K、300 Kのノズル温度で分子ビーム技術として適用されます。S。シェーファーら、J。Phys。Chem A、2008、112、12312-12319。これらの調査結果で改善され、扁平な成長体制をカバーするためにクラスターサイズの範囲が拡張されます。偏向プロファイルに対する電気双極子モーメント、回転温度、振動励起の影響について徹底的に説明します。スズクラスターの光解凍スペクトルは初めて記録され、シリコンクラスターのスペクトルとの類似性を示し、低エネルギー領域における多光子吸収の存在とRRKMによってモデル化された解離時の大きな過剰エネルギーの存在により、かなり複雑であることが実証されています。理論。両方の実験で、n = 8、11、12、1のクラスターの2つの異性体を、実験結果を説明するために考慮する必要があります。トリプルキャップの三角プリズムとダブルキャップされた四角いアンチプリズムは、ほぼ全体のサイズの範囲の運転ビルユニットであることが確認されています。3つの支配的なフラグメンテーションチャネルが観察されます。つまり、n <12のスズ原子の損失、n <19のSn7フラグメント、n≥1のsn7フラグメントの損失があります。- 定量的構造遷移は、30 <n≤40で発生することがわかり、量子化学計算を採取した観察された光学挙動とMie-gans理論を考慮に入れて分析します。振動励起による高温でのクラスターの幾何学的および電子構造を研究するための実験的アプローチの制限についても、徹底的に議論されています。

Neutral SnN clusters with N = 6-20, 25, 30, 40 are investigated in a joint experimental and quantum chemical study with the aim to reveal their optical absorption in conjunction with their structural evolution. Electric beam deflection and photodissociation spectroscopy are applied as molecular beam techniques at nozzle temperatures of 16 K, 32 K and 300 K. The dielectric response is probed following the approach in S. Schäfer et al., J. Phys. Chem A, 2008, 112, 12312-12319. It is improved on those findings and the cluster size range is extended in order to cover the prolate growth regime. The impact of the electric dipole moment, rotational temperature and vibrational excitation on the deflection profiles is discussed thoroughly. Photodissociation spectra of tin clusters are recorded for the first time, show similarities to spectra of silicon clusters and are demonstrated to be significantly complicated by the presence of multiphoton absorption in the low-energy region and large excess energies upon dissociation which is modelled by the RRKM theory. In both experiments two isomers for the clusters with N = 8, 11, 12, 19 need to be considered to explain the experimental results. Triple-capped trigonal prisms and double-capped square antiprisms are confirmed to be the driving building units for almost the entire size range. Three dominating fragmentation channels are observed, i.e. the loss of a tin atom for N < 12, a Sn7 fragment for N < 19 and a Sn10 fragment for N ≥ 19 with Sn15 subunits constituting recurring geometric motifs for N > 20. The prolate-to-quasispherical structural transition is found to occur at 30 < N ≤ 40 and is analyzed with respect to the observed optical behavior taking quantum chemical calculations and the Mie-Gans theory into account. Limitations of the experimental approach to study the geometric and electronic structure of the clusters at elevated temperatures due to vibrational excitation is also thoroughly discussed.