14.03.2002 11:23 |
Полимеры из фуллеренов C20
В
последние годы огромное внимание уделяется
исследованию фуллеренов C60.
Молекула (или кластер) C60
представляет собой сферу, на поверхности
которой расположены атомы углерода. Если
условно изобразить ковалентные связи С-С
между соседними атомами углерода в виде
отрезков (или "палочек"), то получится
сетка из чередующихся шестиугольников и
пятиугольников. Молекулы C60
могут образовывать кристаллы с ГЦК
решеткой за счет сравнительно слабого
взаимодействия между собой. Существуют
также полимерные фазы, в которых молекулы
C60 соединены друг с другом
прочными ковалентными связями. Таким
образом, кластеры C60
можно рассматривать как созданные природой
"суператомы", которые, как и обычные
атомы, могут объединяться в твердые тела
Недавно [1] был синтезирован "шарик"
C20 - самый
маленький из всех теоретически возможных
фуллеренов: его поверхность образована
только пятиугольниками С-С;
ни одного шестиугольника на ней нет. По этой
причине кластеры C20
(в отличие от C60)
характеризуются повышенной реакционной
способностью, и сделать из них твердое тело
пока не удалось. А жаль, потому что
есть
веские основания считать, что такое твердое
тело могло бы оказаться сверхпроводником с
очень высокой критической температурой и
оставить далеко позади медно-оксидные ВТСП.
На рисунке в заголовке новости показаны изомеры С20
Что (пока) не могут сделать экспериментаторы, то
под силу теоретикам (а точнее - имеющимся в
их распоряжении мощным компьютерам).
Японские специалисты из University of Tsukuba и фирмы
NEC из первых принципов рассчитали полную
энергию нескольких кристаллических
структур на основе C20 [2]. Они установили, что
наиболее устойчивой является
орторомбическая фаза. Энергия связи между
кластерами C20 при этом составляет около
15эВ/кластер. Чуть менее устойчива
тетрагональная фаза. Хотя, согласно
расчетам японцев, такие кристаллы являютсяполупроводниками
с энергетической щелью около 1.5эВ, вблизи
потолка валентной зоны имеется высокий пик
плотности электронных состояний, поэтому
дырочное допирование этих кристаллов может
привести к возникновению
высокотемпературной (возможно, даже
комнатнотемпературной) сверхпроводимости.
Теперь дело за экспериментом.
-
H.Prinzbach et al., Nature, 2000, 407,
p.60
-
S.Okada et al., Phys. Rev. B 2001,64, paper
245405
PERST
add red. lenty
Выскажите свое мнение на:
|