Neue Wege zur Synthese und Anwendung metalloider Goldcluster (PDF)

Das Gebiet der metalloiden Cluster bietet Einblicke in den Bereich zwischen molekularen Metallverbindungen und den entsprechenden Metallen in der Festkörperphase. Bedingt durch die Größe der Cluster zeigen diese faszinierende Eigenschaften, welche verschiedenste Anwendungen in allen Bereichen der Naturwissenschaften ermöglichen. Die Eigenschaften zeigen sich dabei in Abhängigkeit der unterschiedlichen Strukturen und Zusammensetzungen, welche die Cluster ausbilden. Durch die eindeutige Charakterisierung der Verbindungen, zumeist mittels Röntgenstrukturanalyse, lassen sich Struktur und Charakteristika der Cluster in Zusammenhang setzen. Um einerseits Aufbauprinzipien entwickeln zu können und andererseits neue Strukturen mit entsprechend neuen Eigenschaften zu erhalten, gilt es das Spektrum an bekannten metalloiden Clustern zu erweitern. Durch die Sonderstellung von Gold, seiner hohen Elektronegativität und der Tendenz, Gold-Gold-Bindungen auszubilden, ist dieses Element prädestiniert für den Einsatz in der Clusterchemie.

Um neue Clusterverbindungen des Goldes zu generieren, wurden im Zuge dieser Arbeit verschiedene Herangehensweisen gewählt. Zum einen wurden Reduktionsmittel bezüglich ihrer Fähigkeit untersucht, metalloide Cluster selektiv zu generieren. Dabei wurde das subvalente GaCp erstmalig zur Darstellung eines metalloiden Goldclusters eingesetzt.

Zum anderen wurden verschiedene Phosphanliganden eingesetzt, um deren Reaktivität und Einfluss auf die ausgebildeten Strukturen zu untersuchen. Dies ermöglichte die Synthese neuer Clusterspezies mit Clusterkernen unterschiedlicher Strukturen aus 7 bis 129 Goldatomen. An der gefundenen Verbindung Au₃₂(ⁿBu₃P)₁₂C₁₈ wurden zudem umfangreiche Leitfähigkeitsuntersuchungen durchgeführt, sowohl an Dünnschichtfilmen als auch an Einkristallen, um den Einfluss der kristallinen Ordnung auf die elektronischen Eigenschaften erstmalig zu quantifizieren.