den Mitteln der Oberflächenphysik untersucht (FREUND 2002). Diese bestehen aus einer Me- tallunterlage, einem Trägeroxidfilm und darauf deponierten Clustern eines katalytisch aktiven Materials, einem Metall oder einem (Übergangs-)Metalloxid. Zunächst ging es darum, die Struktur des atomar dünnen Siliciumdioxid-Films auf der Molybdän-Unterlage aufzuklären. Langsame Elektronen (LEED) lieferten Beugungsbilder, aus denen die Größe der Oberflä- chenzelle bestimmt werden konnte. Das gemessene einfache Infrarotspektrum deutete auf eine hoch-symmetrische Struktur hin, und die Rastertunnelmikroskopie bildete eine hexagonale Struktur ab (WEISSENRIEDER et al. 2005). Die Frage war nun: welches Strukturmodell erklärt diese Befunde? Der primäre Baustein des SiO2 sind SiO4-Tetraeder, die über gemeinsame Ecken zu drei- dimensionalen Netzen verknüpft sind (Abb. 6). Da der Si-O-Si-Winkel dieser Verbindung sehr leicht veränderbar ist, ergibt sich eine große strukturelle Vielfalt (LIEBAU 1985). Die stabilste dreidimensionale Struktur ist α-Quarz, daneben existieren zahlreiche mikroporöse SiO2-Struk- turen (Zeolithgerüste), die als Adsorbentien und gestaltselektive Katalysatoren verwendet wer- den. Unter den Schichtstrukturen (LIEBAU 1985) findet man hexagonale Mono- und Doppelschichten, die als Startstrukturen für lokale Strukturoptimierungen unter Verwendung periodischer Randbedingungen eingesetzt wurden. Abb. 6 Eckenverknüpfte SiO4-Tetraeder (A) in drei-dimensionalen Zeolith-Gerüststrukturen und (B) in drei-dimen- sionalen α-Quarz sowie in einer zwei-dimensionalen hexagonalen Schichtstruktur (C). Rechts daneben ist eine Schicht isolierter SiO4-Tetraeder dargestellt (D). Nova Acta Leopoldina NF 110, Nr. 377, 99–117 (2011) Joachim Sauer 110