Исследование зависимости процесса образования фуллеренов и металлофуллеренов от параметров углеродсодержащей плазмы

• Автор: Новиков, Павел Вадимович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 93 с.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР МОДЕЛЕЙ ОБРАЗОВАНИЯ ФУЛЛЕРЕНОВ И МЕТОДОВ СИНТЕЗА

1. ФУЛЛБРЕН - АЛЛОТРОПНАЯ МОДИФИКАЦИЯ УГЛЕРОДА

2. Модели образования фуллеренов

3. Квантово- химические методы моделирования молекулярных СИСТЕМ

4. Методы синтеза фуллеренов

5. Синтез фуллеренов и параметры плазмы

ГЛАВА 2. КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ ЭНЕРГИЙ ОБРАЗОВАНИЯ, ПОТЕНЦИАЛОВ ИОНИЗАЦИИ И СРОДСТВА К ЭЛЕКТРОНУ УГЛЕРОДНЫХ КЛАСТЕРОВ

1. Расчеты энергии образования углеродных кластеров

2. Структура углеродных кластеров

3. Потенциал ионизации и сродство к электрону углеродных кластеров
4. Влияние концентрации электронов на образование фуллерена С
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ СКОРОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ ФУЛЛЕРЕНА С60 ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ ЭЛЕКТРОНОВ И ТЕМПЕРАТУРЫ
1. Сборка С60 на примере отдельных реакций
2. Скорость образования фуллерена С60 в зависимости от параметров ПЛАЗМЫ
3. Влияние волн электронной концентрации на скорость образования фуллерена С60 из углеродных кластеров
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ СКОРОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ МЕТАЛЛОФУЛЛЕРЕНОВ В УГЛЕРОДНОЙ ПЛАЗМЕ ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ ЭЛЕКТРОНОВ И ТЕМПЕРАТУРЫ НА ПРИМЕРЕ МЕ@С
1. Сборка металлофуллеренов Ме@С84 на примере отдельных реакций
2. Скорость образования металлофуллеренов Ме@С84 в зависимости от концентрации электронов и температуры
3. Влияние волн электронной концентрации на скорость образования металлофуллеренов Ме@Сы из углеродных кластеров
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Основные результаты
ЛИТЕРАТУРА

Введение
Объект исследования и актуальность темы.
Наноразмерные материалы являются одним из самых быстроразвивающихся и востребованных направлений современной науки. Вызванный ими научный бум продолжается уже двадцать лет. Особые строение и свойства наноматериалов представляют значительный научный интерес, так как являются промежуточными между строением и свойствами изолированных атомов и массивного (объемного) твердого тела.
Фуллерены, а также их производные, являются перспективными нанообъектами для создания новых материалов с различными свойствами: полупроводников, сегнетоэлектриков, сверхпроводников. Кроме того, существует множество других областей для применения фуллеренов -оптоэлектроника, химия, фармакология и другие. Однако широкое применение фуллеренов сдерживается низкой производительностью методов их получения, поэтому необходимой задачей в настоящее время является создание эффективного управляемого синтеза фуллеренов и их соединений. Эта задача тесно связана с исследованием процессов образования фуллеренов и их производных, которое невозможно без развития теоретических подходов к этим процессам. Поэтому актуальными на сегодняшний день являются теоретические исследования процессов формирования фуллеренов и их производных.
Известно, что фуллерены образуются при конденсации углеродного пара. Существует множество моделей образования фуллеренов, но до сих пор очень мало внимания уделялось тому факту, что все эффективные методы синтеза фуллеренов - плазменные. Это означает, что конденсирующийся углеродный пар находится в частично ионизованном состоянии. Углеродный кластер может нести на себе как положительный, так и отрицательный заряд, в зависимости от потенциала ионизации и сродства к электрону, а также параметров плазмы. Заряд углеродного кластера может оказывать влияние на форму кластера, на

Глава 2. Квантово-химические расчеты энергий образования, потенциалов ионизации и сродства к электрону углеродных кластеров.
1. Расчеты энергии образования углеродных кластеров.
Схема сборки фуллерена. Для расчетов влияния зарядов кластеров на энергии их образования, из всего многообразия возможных схем сборки фуллерена С60 была выбрана следующая схема: сборка фуллерена С60 идет из кластеров-предшественников, содержащих в своей структуре пятиугольники и шестиугольники. Кластеры были выбраны таким образом, чтобы в результате последовательной сборки кластеров получался фуллерен С60 (Рис. 2.1 .-А). Также были рассмотрены плоские кластеры с тем же числом атомов, не содержащие пятиугольников в своей структуре (Рис. 2.1-В). Таким образом, для сравнения были выбраны две из возможных цепочек реакций образования фуллерена и произвольного незамкнутого кластера Сбо, из которого может образоваться частица сажи при дальнейшем росте.
Рис. 2.1. Реакции образования сфероидальных (А) и плоских (В) кластеров. Энергия образования кластера С,пт в результате реакции