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Papers by Stefan Burkart

Und doch wird es klar werden, dass es seine Schwierigkeit hat zu erkennen, wie jedes Ding beschaf... more Und doch wird es klar werden, dass es seine Schwierigkeit hat zu erkennen, wie jedes Ding beschaffen ist. Demokrit [1] Cluster sind Teilchen, die aus 2 bis 10 000 Atomen aufgebaut sind. Die Clusterphysik beschäftigt sich mit den physikalischen und chemischen Eigenschaften dieser Teilchen in Abhängigkeit der Zahl ihrer Atome. Im Wesentlichen existieren zwei Gründe, die zur Entwicklung der Clusterforschung beigetragen haben, und die Cluster so interessant machen. Erstens besteht ein großes Interesse an der Clusterphysik aus Sicht der Grundlagenforschung. Dabei steht die Frage im Mittelpunkt, wie sich die Eigenschaften eines Festkörpers aus den Valenzorbitalen der einzelnen Atome, aus denen er besteht, entwickeln. Ein Beispiel dafür ist die elektrische Leitfähigkeit von Quecksilber. Kleine Quecksilbercluster haben eine voll besetzte 6s-Schale, die durch eine Bandlücke von der unbesetzten 6p-Schale getrennt ist. Mit zunehmender Clustergröße läßt sich die Verschmelzung des 6s-und 6p-Bandes und die damit einsetzende elektrische Leitfähigkeit beobachten [2]. Zweitens sind Cluster in technologischer Hinsicht von Bedeutung, da sie völlig andere Eigenschaften als Festkörper-Materialien besitzen. So kann zum Beispiel ein als Festkörper metallisches Material wie Kupfer als kleiner Cluster halbleitend sein [3]. Ein anderes Beispiel sind die chemischen Eigenschaften von Eisenclustern. Ihre Reaktivität gegenüber H 2 schwankt bei Teilchen mit 8 bis 25 Atomen um mehrere Größenordnungen [4]. Somit lassen sich durch Variation der Clustergröße die Eigenschaften kleiner Teilchen gezielt manipulieren. Dies kann zur Entwicklung neuer Materialien führen. Das prominenteste Beispiel dafür ist C 60 [5]. Die besondere Stabilität dieses Moleküls gestattet es, daraus ein neues Festkörper-Material, das Fullerit, herzustellen.

SPIE Proceedings, 2004

... Udo Dinger, Guenther Seitz, Stefan Schulte, Frank Eisert, Christian Muenster, Stefan Burkart,... more ... Udo Dinger, Guenther Seitz, Stefan Schulte, Frank Eisert, Christian Muenster, Stefan Burkart, Siegfried Stacklies, Christian Bustaus, Hubert Hoefer, Maximilian Mayer, Bernhard Fellner, Oliver Hocky, Markus Rupp, Klaus Riedelsheimer, Peter Kuerz. Abstract. ...

Physical Review Letters, 2001

Enhanced stability, low electron affinity, and high ionization potential are the hallmarks of a "... more Enhanced stability, low electron affinity, and high ionization potential are the hallmarks of a "magic" cluster. With an electron affinity of 0.28 eV, ionization potential of 11.43 eV, and a large binding energy, AlH 3 satisfies these criteria. However, unlike other magic clusters that interact only weakly with each other, two AlH 3 clusters bind to each other with an energy of 1.54 eV. The resulting Al 2 H 6 , while also a magic cluster in its own right, possesses the most unusual property that the difference between its adiabatic and vertical detachment energy is about 2 eV-the largest of any known cluster. These results, based on density functional theory, are verified experimentally through photodetachment spectroscopy.

Chemical Physics Letters, 2002

We present photodetachment spectra of monohydrogenated gold clusters, and investigate the origin ... more We present photodetachment spectra of monohydrogenated gold clusters, and investigate the origin of the vertical detachment energies (VDEs) using calculations based on density functional theory. We show that the standard interpretation that associates VDEs to ground-state isomers is not valid. We propose a new one that is consistent with both the most probable formation route and the structure of the parent clusters, and which gives excellent agreement with experiment. We discuss the implications our results have for the interpretation of VDEs when applied to the study of chemisorption in general.

Und doch wird es klar werden, dass es seine Schwierigkeit hat zu erkennen, wie jedes Ding beschaf... more Und doch wird es klar werden, dass es seine Schwierigkeit hat zu erkennen, wie jedes Ding beschaffen ist. Demokrit [1] Cluster sind Teilchen, die aus 2 bis 10 000 Atomen aufgebaut sind. Die Clusterphysik beschäftigt sich mit den physikalischen und chemischen Eigenschaften dieser Teilchen in Abhängigkeit der Zahl ihrer Atome. Im Wesentlichen existieren zwei Gründe, die zur Entwicklung der Clusterforschung beigetragen haben, und die Cluster so interessant machen. Erstens besteht ein großes Interesse an der Clusterphysik aus Sicht der Grundlagenforschung. Dabei steht die Frage im Mittelpunkt, wie sich die Eigenschaften eines Festkörpers aus den Valenzorbitalen der einzelnen Atome, aus denen er besteht, entwickeln. Ein Beispiel dafür ist die elektrische Leitfähigkeit von Quecksilber. Kleine Quecksilbercluster haben eine voll besetzte 6s-Schale, die durch eine Bandlücke von der unbesetzten 6p-Schale getrennt ist. Mit zunehmender Clustergröße läßt sich die Verschmelzung des 6s-und 6p-Bandes und die damit einsetzende elektrische Leitfähigkeit beobachten [2]. Zweitens sind Cluster in technologischer Hinsicht von Bedeutung, da sie völlig andere Eigenschaften als Festkörper-Materialien besitzen. So kann zum Beispiel ein als Festkörper metallisches Material wie Kupfer als kleiner Cluster halbleitend sein [3]. Ein anderes Beispiel sind die chemischen Eigenschaften von Eisenclustern. Ihre Reaktivität gegenüber H 2 schwankt bei Teilchen mit 8 bis 25 Atomen um mehrere Größenordnungen [4]. Somit lassen sich durch Variation der Clustergröße die Eigenschaften kleiner Teilchen gezielt manipulieren. Dies kann zur Entwicklung neuer Materialien führen. Das prominenteste Beispiel dafür ist C 60 [5]. Die besondere Stabilität dieses Moleküls gestattet es, daraus ein neues Festkörper-Material, das Fullerit, herzustellen.

SPIE Proceedings, 2004

... Udo Dinger, Guenther Seitz, Stefan Schulte, Frank Eisert, Christian Muenster, Stefan Burkart,... more ... Udo Dinger, Guenther Seitz, Stefan Schulte, Frank Eisert, Christian Muenster, Stefan Burkart, Siegfried Stacklies, Christian Bustaus, Hubert Hoefer, Maximilian Mayer, Bernhard Fellner, Oliver Hocky, Markus Rupp, Klaus Riedelsheimer, Peter Kuerz. Abstract. ...

Physical Review Letters, 2001

Enhanced stability, low electron affinity, and high ionization potential are the hallmarks of a "... more Enhanced stability, low electron affinity, and high ionization potential are the hallmarks of a "magic" cluster. With an electron affinity of 0.28 eV, ionization potential of 11.43 eV, and a large binding energy, AlH 3 satisfies these criteria. However, unlike other magic clusters that interact only weakly with each other, two AlH 3 clusters bind to each other with an energy of 1.54 eV. The resulting Al 2 H 6 , while also a magic cluster in its own right, possesses the most unusual property that the difference between its adiabatic and vertical detachment energy is about 2 eV-the largest of any known cluster. These results, based on density functional theory, are verified experimentally through photodetachment spectroscopy.

Chemical Physics Letters, 2002

We present photodetachment spectra of monohydrogenated gold clusters, and investigate the origin ... more We present photodetachment spectra of monohydrogenated gold clusters, and investigate the origin of the vertical detachment energies (VDEs) using calculations based on density functional theory. We show that the standard interpretation that associates VDEs to ground-state isomers is not valid. We propose a new one that is consistent with both the most probable formation route and the structure of the parent clusters, and which gives excellent agreement with experiment. We discuss the implications our results have for the interpretation of VDEs when applied to the study of chemisorption in general.