Влияние примесей молекул СО и СН₄ на структурные характеристики фуллерита С₆₀ в области ориентационного фазового перехода

Выполнены рентгеновские исследования структурных характеристик твердых растворов С₆₀(СО)₀.₉ и С₆₀(CH₄)₀.₅ в области ориентационного фазового перехода фуллерита С₆₀. Установлено, что заполнение октаэдрических полостей решетки фуллерита молекулами СО и CH₄ приводит к значительному повышению параметр...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Опубліковано в: :	Физика низких температур
Дата:	2012
Автори:	Аксенова, Н.А., Гальцов, Н.Н., Прохватилов, А.И.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України 2012
Теми:	Наноструктуры при низких температурах
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/116949
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Влияние примесей молекул СО и СН₄на структурные характеристики фуллерита С₆₀ в области ориентационного фазового перехода / Н.А. Аксенова, Н.Н. Гальцов, А.И. Прохватилов // Физика низких температур. — 2012. — Т. 38, № 3. — С. 278-285. — Бібліогр.: 47 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-116949
record_format	dspace
spelling	Аксенова, Н.А. Гальцов, Н.Н. Прохватилов, А.И. 2017-05-18T14:57:15Z 2017-05-18T14:57:15Z 2012 Влияние примесей молекул СО и СН₄на структурные характеристики фуллерита С₆₀ в области ориентационного фазового перехода / Н.А. Аксенова, Н.Н. Гальцов, А.И. Прохватилов // Физика низких температур. — 2012. — Т. 38, № 3. — С. 278-285. — Бібліогр.: 47 назв. — рос. 0132-6414 PACS: 61.05.cp, 71.20.Tx, 64.70.–p https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/116949 Выполнены рентгеновские исследования структурных характеристик твердых растворов С₆₀(СО)₀.₉ и С₆₀(CH₄)₀.₅ в области ориентационного фазового перехода фуллерита С₆₀. Установлено, что заполнение октаэдрических полостей решетки фуллерита молекулами СО и CH₄ приводит к значительному повышению параметра решетки, коэффициентов теплового расширения упорядоченной фазы, а также уменьшению скачка объема и температуры TС фазового перехода. При этом наблюдается заметное «размытие» области фазового превращения. Проведен анализ и обсуждение имеющихся противоречий в выводах относительно структурных особенностей при формировании в растворах СО–С₆₀ стекольного состояния. Получены линейные зависимости температур ориентационного перехода TС и стеклования Тg от концентрации молекул СО в октаэдрических полостях. Определен концентрационный состав использованных ранее в исследованиях теплоемкости твердых смесей. Виконано рентгенівські дослідження структурних характеристик твердих розчинів С₆₀(СО)₀.₉ та С₆₀(CH₄)₀.₅ в області орієнтаційного фазового переходу фулерита С60. Встановлено, що заповнення октаедричних порожнин гратки фулериту молекулами СО та CH₄ приводить до значного підвищення параметра гратки, коефіцієнтів теплового розширення упорядкованої фази, а також до зменшення стрибка об’єму і температури TС фазового переходу. При цьому спостерігається істотне «розмиття» області фазового перетворення. Проведено аналіз та обговорення існуючих протилежних висновків відносно структурних особливостей при формуванні в розчинах СО–С₆₀ стану скла. Отримано лінійні залежності температур орієнтаційного переходу TС та переходу в орієнтаційне скло Тg від концентрації молекул СО в октаедричних порожнинах. Визначено концентраційний склад твердих розчинів, на яких раніше проведено дослідження теплоємності. The x-ray studies of structural characteristics of С₆₀(СО)₀.₉ and С₆₀(CH₄)₀.₅ solid solutions were carried out in the region of orientation phase transition in fullerite С₆₀. It is established that the filling of the octahedral cavities of the fullerite lattice by molecules of CO and CH₄ results in a significant increase of the lattice parameter and thermal expansion coefficients of the ordered phase and a decrease in the volume change and phase transition temperature TC. In this case there also occurs a noticeable “smearing” of the phase transformation. Based on these results and literature data, the contradictions in the conclusions about the structural pecullarities of the formation of a glass state the CO–С₆₀ solutions are analyzed and discussed. Linear dependences of orientational transition temperature TC and glass transition one Tg on CO concentration C in the octahedral cavities are obtained. The CO concentration in the previous study of specific heat of solid mixtures are calculated. Авторы выражают искреннюю благодарность М.А. Стржемечному, А.В. Долбину за интерес к работе и полезную дискуссию. ru Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України Физика низких температур Наноструктуры при низких температурах Влияние примесей молекул СО и СН₄ на структурные характеристики фуллерита С₆₀ в области ориентационного фазового перехода The effect of molecular impurities CO and CH₄ on structural characteristics of C₆₀ fullerite in region of orientation phase transition Article published earlier
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
title	Влияние примесей молекул СО и СН₄ на структурные характеристики фуллерита С₆₀ в области ориентационного фазового перехода
spellingShingle	Влияние примесей молекул СО и СН₄ на структурные характеристики фуллерита С₆₀ в области ориентационного фазового перехода Аксенова, Н.А. Гальцов, Н.Н. Прохватилов, А.И. Наноструктуры при низких температурах
title_short	Влияние примесей молекул СО и СН₄ на структурные характеристики фуллерита С₆₀ в области ориентационного фазового перехода
title_full	Влияние примесей молекул СО и СН₄ на структурные характеристики фуллерита С₆₀ в области ориентационного фазового перехода
title_fullStr	Влияние примесей молекул СО и СН₄ на структурные характеристики фуллерита С₆₀ в области ориентационного фазового перехода
title_full_unstemmed	Влияние примесей молекул СО и СН₄ на структурные характеристики фуллерита С₆₀ в области ориентационного фазового перехода
title_sort	влияние примесей молекул со и сн₄ на структурные характеристики фуллерита с₆₀ в области ориентационного фазового перехода
author	Аксенова, Н.А. Гальцов, Н.Н. Прохватилов, А.И.
author_facet	Аксенова, Н.А. Гальцов, Н.Н. Прохватилов, А.И.
topic	Наноструктуры при низких температурах
topic_facet	Наноструктуры при низких температурах
publishDate	2012
language	Russian
container_title	Физика низких температур
publisher	Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
format	Article
title_alt	The effect of molecular impurities CO and CH₄ on structural characteristics of C₆₀ fullerite in region of orientation phase transition
description	Выполнены рентгеновские исследования структурных характеристик твердых растворов С₆₀(СО)₀.₉ и С₆₀(CH₄)₀.₅ в области ориентационного фазового перехода фуллерита С₆₀. Установлено, что заполнение октаэдрических полостей решетки фуллерита молекулами СО и CH₄ приводит к значительному повышению параметра решетки, коэффициентов теплового расширения упорядоченной фазы, а также уменьшению скачка объема и температуры TС фазового перехода. При этом наблюдается заметное «размытие» области фазового превращения. Проведен анализ и обсуждение имеющихся противоречий в выводах относительно структурных особенностей при формировании в растворах СО–С₆₀ стекольного состояния. Получены линейные зависимости температур ориентационного перехода TС и стеклования Тg от концентрации молекул СО в октаэдрических полостях. Определен концентрационный состав использованных ранее в исследованиях теплоемкости твердых смесей. Виконано рентгенівські дослідження структурних характеристик твердих розчинів С₆₀(СО)₀.₉ та С₆₀(CH₄)₀.₅ в області орієнтаційного фазового переходу фулерита С60. Встановлено, що заповнення октаедричних порожнин гратки фулериту молекулами СО та CH₄ приводить до значного підвищення параметра гратки, коефіцієнтів теплового розширення упорядкованої фази, а також до зменшення стрибка об’єму і температури TС фазового переходу. При цьому спостерігається істотне «розмиття» області фазового перетворення. Проведено аналіз та обговорення існуючих протилежних висновків відносно структурних особливостей при формуванні в розчинах СО–С₆₀ стану скла. Отримано лінійні залежності температур орієнтаційного переходу TС та переходу в орієнтаційне скло Тg від концентрації молекул СО в октаедричних порожнинах. Визначено концентраційний склад твердих розчинів, на яких раніше проведено дослідження теплоємності. The x-ray studies of structural characteristics of С₆₀(СО)₀.₉ and С₆₀(CH₄)₀.₅ solid solutions were carried out in the region of orientation phase transition in fullerite С₆₀. It is established that the filling of the octahedral cavities of the fullerite lattice by molecules of CO and CH₄ results in a significant increase of the lattice parameter and thermal expansion coefficients of the ordered phase and a decrease in the volume change and phase transition temperature TC. In this case there also occurs a noticeable “smearing” of the phase transformation. Based on these results and literature data, the contradictions in the conclusions about the structural pecullarities of the formation of a glass state the CO–С₆₀ solutions are analyzed and discussed. Linear dependences of orientational transition temperature TC and glass transition one Tg on CO concentration C in the octahedral cavities are obtained. The CO concentration in the previous study of specific heat of solid mixtures are calculated.
issn	0132-6414
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/116949
citation_txt	Влияние примесей молекул СО и СН₄на структурные характеристики фуллерита С₆₀ в области ориентационного фазового перехода / Н.А. Аксенова, Н.Н. Гальцов, А.И. Прохватилов // Физика низких температур. — 2012. — Т. 38, № 3. — С. 278-285. — Бібліогр.: 47 назв. — рос.
work_keys_str_mv	AT aksenovana vliânieprimeseimolekulsoisn4nastrukturnyeharakteristikifulleritas60voblastiorientacionnogofazovogoperehoda AT galʹcovnn vliânieprimeseimolekulsoisn4nastrukturnyeharakteristikifulleritas60voblastiorientacionnogofazovogoperehoda AT prohvatilovai vliânieprimeseimolekulsoisn4nastrukturnyeharakteristikifulleritas60voblastiorientacionnogofazovogoperehoda AT aksenovana theeffectofmolecularimpuritiescoandch4onstructuralcharacteristicsofc60fulleriteinregionoforientationphasetransition AT galʹcovnn theeffectofmolecularimpuritiescoandch4onstructuralcharacteristicsofc60fulleriteinregionoforientationphasetransition AT prohvatilovai theeffectofmolecularimpuritiescoandch4onstructuralcharacteristicsofc60fulleriteinregionoforientationphasetransition
first_indexed	2025-11-25T12:20:42Z
last_indexed	2025-11-25T12:20:42Z
_version_	1850512164222140416
fulltext	© Н.А. Аксенова, Н.Н. Гальцов, А.И. Прохватилов, 2012 Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2012, т. 38, № 3, c. 278–285 Влияние примесей молекул СО и СН4 на структурные характеристики фуллерита С60 в области ориентационного фазового перехода Н.А. Аксенова Академия железнодорожного транспорта, пр. Фейербаха, 7, г. Харьков, Украина Н.Н. Гальцов, А.И. Прохватилов Физико-технический институт низких температур им. Б.И. Веркина НАН Украины пр. Ленина, 47, г. Харьков, 61103, Украина E-mail: galtsov@ilt.kharkov.ua Статья поступила в редакцию 29 июля 2011 г., после переработки 19 сентября 2011 г. Выполнены рентгеновские исследования структурных характеристик твердых растворов С60(СО)0,9 и С60(CH4)0,5 в области ориентационного фазового перехода фуллерита С60. Установлено, что заполнение октаэдрических полостей решетки фуллерита молекулами СО и CH4 приводит к значительному повыше- нию параметра решетки, коэффициентов теплового расширения упорядоченной фазы, а также уменьше- нию скачка объема и температуры TС фазового перехода. При этом наблюдается заметное «размытие» области фазового превращения. Проведен анализ и обсуждение имеющихся противоречий в выводах от- носительно структурных особенностей при формировании в растворах СО–С60 стекольного состояния. Получены линейные зависимости температур ориентационного перехода TС и стеклования Тg от концен- трации молекул СО в октаэдрических полостях. Определен концентрационный состав использованных ранее в исследованиях теплоемкости твердых смесей. Виконано рентгенівські дослідження структурних характеристик твердих розчинів С60(СО)0,9 та С60(CH4)0,5 в області орієнтаційного фазового переходу фулерита С60. Встановлено, що заповнення окта- едричних порожнин гратки фулериту молекулами СО та CH4 приводить до значного підвищення параме- тра гратки, коефіцієнтів теплового розширення упорядкованої фази, а також до зменшення стрибка об’єму і температури TС фазового переходу. При цьому спостерігається істотне «розмиття» області фазо- вого перетворення. Проведено аналіз та обговорення існуючих протилежних висновків відносно струк- турних особливостей при формуванні в розчинах СО–С60 стану скла. Отримано лінійні залежності тем- ператур орієнтаційного переходу TС та переходу в орієнтаційне скло Тg від концентрації молекул СО в октаедричних порожнинах. Визначено концентраційний склад твердих розчинів, на яких раніше прове- дено дослідження теплоємності. PACS: 61.05.cp Рентгеновская дифракция; 71.20.Tx Фуллерены и смежные материалы; интеркалированные соединения; 64.70.–p Конкретные фазовые переходы. Ключевые слова: фуллерит С60, рентгеновская порошковая дифрактометрия, фазовый переход, твердый раствор, параметр решетки. 1. Введение Отличительной особенностью фуллеритов, имею- щих большие внутрикристаллитные межмолекулярные полости, является их способность в широком концен- трационном интервале образовывать твердые растворы внедрения c простыми молекулярными веществами. При этом повышается физическая плотность матрицы и ослабляется межмолекулярное взаимодействие вслед- ствие заполнения внутрикристаллитных октаэдрических (диаметром 4,2 Å), а в некоторых случаях и тетраэд- рических (диаметром 2,18 Å) пустот атомарными и мо- Влияние примесей молекул СО и СН4 на структурные характеристики фуллерита С60 Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2012, т. 38, № 3 279 лекулярными компонентами. Как следует из многочи- сленных предшествующих исследований, свойства та- ких растворов могут существенно отличаться от соот- ветствующих свойств исходного чистого фуллерита. Под воздействием интеркалянтов существенно изменя- ются термодинамические [1–9], оптические [10–21], уп- ругие [22], электрические [23–28], структурные [29–33], пластические [34,35] и др. характеристики фуллеритов. Практически во всех растворах происходит смещение точек фазовых переходов в фуллерите [12,17,19,27–30] и изменение области существования в нем стекольного состояния [18–20,30]. Mолекулярные примеси способ- ствуют осуществлению полиаморфных фазовых пере- ходов [3–9] в ориентационных стеклах фуллерита С60. С другой стороны, фуллериты являются весьма удоб- ными объектами для исследований вращательно-коле- бательной динамики матрично изолированных моле- кул в кристаллических полях разной симметрии. Так, в фуллерите С60 при ориентационном фазовом переходе в области 260 К симметрия кристаллического поля Oh октаэдрического узла высокотемпературной Fm3m фа- зы понижается до S6 в низкотемпературной Ра3 фазе. При этом, как следует из работ [36–38], тепловое дви- жение, например, двухатомных молекул изменяется от почти свободного до сильно заторможенного враще- ния, вплоть до их ориентации вдоль определенных осей кубической решетки С60. Более того, при предель- но низких температурах (0,6 К в растворах СО–С60) переориентация молекул СО между двумя симметрий- но эквивалентными ориентациями осуществляется при квантово-механическом туннелировании [37]. Умень- шение объема октаэдрической полости в матрице С60 при высоких давлениях приводит также к изменению ориентации и динамики примесных линейных моле- кул [38]. Из изложенного выше следует необходимость про- ведения подробных исследований структурных и тер- модинамических характеристик растворов внедрения бинарных систем M–С60 (М — атомарные и молеку- лярные примеси) в области ориентационного фазового перехода и стекольного состояния. Полученные при этом данные могут быть полезны для установления характера межмолекулярного взаимодействия, взаим- ной ориентации и колебательной динамики компонент в растворах и т.д. В итоге это может способствовать установлению физической природы влияния примесей на свойства фуллерита и созданию новых веществ на его основе. Влияние атомов инертных газов и простых молекул водорода, азота, кислорода на кристаллическую ре- шетку и характеристики ориентационного фазового перехода фуллерита С60 достаточно подробно иссле- довано ранее в структурных работах [30–34]. В насто- ящей статье приводятся результаты рентгеновских ис- следований влияния примесей внедрения линейных гетерополярных молекул СО с большим квадруполь- ным моментом и почти сферических молекул метана СН4 со слабым октуполем на структурные характери- стики фуллерита С60 в области ориентационного фазо- вого перехода. 2. Методика экспериментов Рентгеновские исследования проведены на образ- цaх, изготовленных для дилатометрических измерений коэффициентов теплового расширения [7–9]. Насыще- ние чистого поликристаллического фуллерита С60 про- водилось в специальной камере при высоких темпера- туре (T = 723 К) и давлении (200 МПа) газа СО. Затем прессовкой насыщенного порошка были изготовлены цилиндрические образцы диаметром 10 мм и высотой 8 мм. Согласно термогравиметрическому анализу [7–8] в образцах фуллерита с примесью окиси углерода 90% октаэдрических пустот заполнены молекулами СО, а в образцах с метаном — 50% октаэдрических пустот за- полнены молекулами СН4. Эти данные подтверждены при анализе десорбированного из образцов в вакуум газа [7,8]. После окончания дилатометрических изме- рений образец в течение 15–20 мин был перенесен в рентгеновский криостат для структурных исследова- ний. Рентгеновские исследования поликристаллических образцов твердого раствора С60(СО)0,9 проведены на дифрактометре ДРОН-3М в излучении медного анода λav = 1,54178 Å. Рентгеновский криостат позволял ис- следовать образцы в интервале 5–300 К со стабилиза- цией температуры в отдельных точках с погрешностью не более ±0,05 К. При этом использовался стабилиза- тор температуры «Lake Shoe». Съемка рентгеновских дифрактограмм и получение структурных данных о твердых растворах выполнены в интервале температур 130–300 К. Погрешность в определении параметра ре- шетки составляла ±0,02%, а интенсивности отраже- ний — ± 2%. 3. Результаты исследований и их обсуждение 3.1. Твердый раствор С60(СО)0,9 Из полученных результатов следует, что примеси молекул СО даже высоких концентраций не оказывают явного влияния на симметрию решетки как разупоря- доченной, так и упорядоченной фаз матрицы фуллерита С60. Это соответствует выводам работы [14], сделан- ным на основе тщательного анализа интенсивности дифракции синхротронного рентгеновского излучения на поликристаллических образцах С60, содержащих 67% молекул СО. Однако заполнение значительной части октаэдрических пустот в ГЦК решетке фуллери- та заметно увеличивает параметр и объем ячейки. На рис. 1 показано температурное изменение па- раметра решетки твердого раствора С60(СО)0,9, полу- Н.А. Аксенова, Н.Н. Гальцов, А.И. Прохватилов 280 Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2012, т. 38, № 3 ченное в настоящей работе из данных трех отдельных экспериментов. Здесь же приводится сравнение с лите- ратурными данными о параметрах решетки чистого фуллерита С60 [39] и твердого раствора С60(СО)0,67 [14,44]. Видно, что при интеркалировании происходит увеличение размера ячеек низко- и выcокотемпера- турной фаз фуллерита. При этом «размывается» фазо- вый переход и понижается температура превращения TС. Температурное изменение параметра решетки в окрестности фазового перехода можно характеризо- вать тремя участками с явно отличающимся наклоном а(T). Так, на низкотемпературном участке 130–226 К среднее значение коэффициента линейного расшире- ния равно αav = 2,2·10–5 К–1. В области фазового пере- хода 226–250 К наблюдается резкое (но не скачкооб- разное) увеличение параметра решетки, которое можно условно оценить коэффициентом αav = 1,2·10–4 К–1. Изменение параметра решетки на фазовом переходе в растворе при этом составляет 0,28%, что несколько меньше скачка параметра 0,35%, установленного на фазовом переходе в чистом фуллерите С60 [39]. В вы- сокотемпературной фазе 250–300 К расширение твер- дого раствора С60(СО)0,90 соответствует среднему ко- эффициенту αav = 1,0·10–5 К–1. Полученная величина в 2 раза меньше, чем в низкотемпературной фазе этого же раствора вблизи фазового перехода. Отметим, что в чистом фуллерите [39] средние значения коэффициен- та расширения в соответствующих интервалах высоко- и низкотемпературных фаз довольно близки и в сред- нем равны (1,5–1,8)·10–5 К–1. Ниже приведены результаты сравнения результатов настоящей работы с полученными ранее методом рент- геновской дифракции для раствора С60(СО)0,67 в ра- ботах [14,44] (рис. 1). Температурные зависимости па- раметров решетки чистого и интеркалированного фуллерита в [14,44] предварительно были получены по температурному смещению одной линии, а затем «при- вязаны» к надежным значениям параметра решетки а при 25 К, рассчитанным авторами при анализе боль- шого массива рентгеновских отражений в довольно широком интервале углов 2θ = 5–75° дифракции. По данным [14,44] значения параметров решетки чистого фуллерита и раствора С60(СО)0,67 при 25 К равны а = 14,0478 и 14,0605 Å соответственно. В результате для образцов чистого фуллерита в [44,39] наблюдается относительно неплохое согласие зависимостей а(T) (рис. 1). Небольшое расхождение в положении точки стеклования Тg связано, возможно, с малыми разли- чиями примесного состава или микроструктурного состояния исследованных образцов. В то же время аб- солютные величины параметров решетки двух твердых растворов внедрения С60(СО)0,90 и С60(СО)0,67 количе- ственно заметно различаются, однако их температур- ные зависимости а(T) в перекрывающемся интервале температур практически параллельны. Особенно на- глядно это следует из приведенной на рис. 2 зависимо- сти а(T) изученных растворов. Как следует из рис. 2, характер изменения а(T) растворов заметно отлича- ется от аналогичной зависимости для чистого фулле- рита С60. Из проведенного качественного сравнения можно сделать следующие заключения. Во-первых, изменение содержания примеси СО в пределах исследованных высоких концентраций (67–90% СО) практически не 0 60 120 180 240 300 14,04 14,07 14,10 14,13 14,16 14,19 TC Tg C60 x = 0,67 = 0,90x �a a/ = 0,28% T, К a , Å Рис. 1. Температурная зависимость параметра решетки твер- дого раствора С60(СО)0,90 в области ориентационного фазо- вого перехода. Заполненные и полые кружки, полые треуголь- ники — данные отдельных измерений в настоящей работе. Штрих-пунктирной линией и квадратами представлены ре- зультаты рентгеновских исследований [14,44] чистого фулле- рита С60 и раствора С60(СО)0,67. Сплошная линия соответ- ствует более ранним данным рентгеновской работы [39] для чистого поликристаллического фуллерита С60. Рис. 2. Изменение параметра кристаллической решетки твер- дого раствора С60(СО)0,90 относительно его низкотемпера- турного среднего значения при 131 К: заполненные и полые кружки, полые треугольники — данные отдельных измере- ний в настоящей работе; незаполненные квадраты и штрихо- вая линия — данные работы [14] для твердого раствора С60(СО)0,67 и чистого С60 [39]. 120 160 200 240 280 320 0 0,02 0,04 0,06 0,08 T, К � a , Å Влияние примесей молекул СО и СН4 на структурные характеристики фуллерита С60 Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2012, т. 38, № 3 281 влияет на тепловое расширение растворов в исследо- ванной области температур. Во-вторых, при интерка- лировании С60 молекулами СО происходит повышение коэффициентов теплового расширения низкотемпера- турной фазы растворов относительно наблюдаемых в чистом фуллерите. Так, в анализируемом интервале тем- ператур 130–230 К среднее значение коэффициента ли- нейного теплового расширения растворов почти на 30% больше величин, характерных для чистого фуллерита (см. выше). Последнее представляется естественным в свете того факта, что интеркалирование молекулярной примесью приводит к ослаблению межмолекулярного взаимодействия и заметному увеличению объема ре- шетки С60 (см. рис. 1). Вследствие этого должно про- исходить растормаживание и увеличение ангармониз- ма вращательного движения молекул в упорядоченной фазе. В растворах происходит понижение температуры ориентационного фазового перехода более чем на 20 К. В то же время в разупорядоченной высокотемпера- турной фазе интеркалирование, хотя и вызывает срав- нимый c низкотемпературной фазой эффект в объеме решетки, практически не влияет на тепловое расшире- ние фуллерита. Этого можно было ожидать, поскольку при T > TC вследствие относительно свободного вра- щения молекул С60 почти отсутствует вклад враща- тельной подсистемы в тепловое расширение кристалла. Для низкотемпературной фазы наблюдается еще од- но, до конца не выясненное явление. Как видно на рис. 1, в чистом фуллерите С60 переход в стекольное состояние сопровождается характерной особенностью на зависимости а(T) в области 90 К. Однако интерка- лирование кристаллов С60 молекулами СО и заполне- ние 67% октаэдрических пустот приводит к ее исчезно- вению. При этом, как показали авторы [44], в растворе С60(СО)0,67 в области T < Тg концентрация молекул С60 с р-ориентацией достигает 93%. Аналогичная си- туация наблюдается при интеркалировании фуллерита гетероядерными молекулами NO [17]. В случае иссле- дованного нами более концентрированного раствора С60(СО)0,90 можно полагать, что особенность на тем- пературной зависимости параметра решетки также от- сутствует. Совокупность приведенных структурных данных поставила под сомнение реальность существо- вания стекольного состояния в концентрированных рас- творах СО и NO в С60. Однако при дилатометрических исследованиях [8] раствора С60(СО)0,90 были обнару- жены низкотемпературные (около 5 К) особенности коэффициента линейного расширения, характерные для полиаморфных превращений в стекольной фазе. Отметим, что в данном случае растворов с дипольной примесью необходимо учитывать возможное влияние на низкотемпературное поведение термодинамических характеристик явления туннельной переориентации молекул СО, находящихся в октаэдрических полостях кубической решетки С60. Более однозначный ответ на вопрос о переходе в сте- кольное состояние получен в работе [44] при измерении теплоемкости интеркалированного молекулами СО и чистого С60 в интервале температур 25–300 К. Интер- калирование С60 осуществлялось, как и в случае приго- товления образцов для рентгеновских исследований [14], выдержкой образцов в атмосфере СО. Однако про- цесс насыщения проводился всего 5 дней, поэтому за- полнение октаэдрических полостей должно было быть меньше, чем в [14]. Для установления концентрации СО в фуллерите нами проведен анализ влияния данной примеси на температуры перехода TС и Тg. Результаты анализа представлены на рис. 3. Видно, что зависи- мость TС(x) хорошо описывается линейной функцией. Это позволило определить степень заполнения моле- кулами СО октаэдрических полостей в образцах, ис- пользованных в измерениях теплоемкости. По данным о теплоемкости [44], ориентационный фазовый пере- ход в С60, интеркалированном СО, происходит при TС = 248,8 К. Тогда из рис. 3 следует, что образцы со- держали 43,5% СО (незаполненный кружок), что на 23,5% меньше, чем в рентгеновских исследованиях [14]. Для таких образцов при 84 К обнаружен пик теп- лоемкости, характерный для перехода в стекольное состояние. Если предположить, что для Тg, как и для TС, выполняется линейная зависимость от концентра- ции молекул СО в октаэдрических полостях, то ока- жется, что переход в стекло в рентгеновских [14] и настоящих исследованиях должен происходить при температурах Тg = 81,4 ( ) и 78,5 ( ) К соответствен- но (рис. 3). Авторы [44] считают, что примесь СО способствует росту концентрации р-ориентаций молекул С60 и умень- шает различие энергий p- и h-конфигураций. Послед- нее, с ростом концентрации СО делает различие пара- метров решетки фаз, образованных этими молекулами, 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 140 180 220 260 x, % CO TC Tg T , К Рис. 3. Влияние состава твердого раствора С60(СО)x на тем- пературу ориентационного фазового перехода TC и темпе- ратуру формирования ориентационного стекла Тg по данным настоящей работы ( , , , ) и исследований [14,44] ( , ). Н.А. Аксенова, Н.Н. Гальцов, А.И. Прохватилов 282 Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2012, т. 38, № 3 меньше или сравнимым с погрешностью их опреде- ления. По сути, из-за этого в работе [14] на темпе- ратурной зависимости параметра решетки раствора С60(СО)0,67 не удалось выявить особенность, соответ- ствующую переходу в стекло. Таким образом, весьма трудоемкие эксперименты по исследованию зависимо- стей а(T) не являются достаточно надежным тестом температуры стеклования в твердых растворах фул- лерита. 3.2. Твердый раствор С60(CH4)0,5 Исследования твердых растворов внедрения С60–CH4 и С60–CD4 ранее были проведены в работах [13,40,45] методами ЯМР, неупругого, упругого рассеяния ней- тронов и рентгенографии, а также адиабатической ка- лориметрии. Установлено существенное влияние при- месей на температуру фазового перехода, которая понижалась до 241 К в растворах С60–CH4 и до 235 К в системе С60–CD4 при почти полном заполнении окта- эдрических пустот. В результате интеркалирования молекулами метана СН4 обнаружено появление не на- блюдавшейся в исходном фуллерите линии (200) и за- метное увеличение параметра решетки высокотемпе- ратурной фазы (на 0,026 Å) относительно чистого C60 при комнатной температуре. В случае интеркалирова- ния молекулами дейтерометана СD4 наблюдалось не- сколько меньшее увеличение параметра решетки (на 0,016 Å) [13]. В работах [13,40,45] проведено тщатель- ное изучение вращательно-колебательных состояний примесных молекул в поле октаэдрических полостей фуллерита. Показано [45], что примесная подсистема оказывает существенное влияние на теплоемкость рас- творов С60–CD4. Полученные при различных темпера- турах большие массивы интенсивностей рентгенов- ских отражений позволили авторам [13] провести методом Reitveld надежное уточнение структур твер- дых растворов С60–CH4, С60–CD4 и определить кон- центрацию примесей в октаэдрических полостях, а также среднеквадратичные колебания молекул С60 и метана. Полученные результаты по динамике молеку- лярного движения удовлетворительно согласуются с данными по неупругому рассеянию нейтронов в рас- творах С60–CH4 [40] и с калориметрическими исследо- ваниями вращательно-колебательных состояний моле- кул CD4 в межкристаллитных полостях С60 [45]. В то же время к началу настоящей работы отсутствовали подробные сведения о влиянии примеси молекул мета- на на термодинамические и структурные характеристи- ки С60 в области ориентационного фазового перехода. Результаты проведенных нами исследований темпе- ратурной зависимости параметра решетки фуллерита, интеркалированного молекулами метана, представлены на рис. 4. Как и в случае растворов С60(СО)0,9, темпе- ратурная зависимость а(T) в окрестности фазового пе- рехода содержит три участка: высокотемпературный в интервале 245–320 К, промежуточный при 200–245 К и низкотемпературный при Т < 200 К. Эти участки отли- чаются величиной теплового расширения. Так, среднее значение коэффициента линейного расширения на вы- сокотемпературном участке равно 0,8·10–5 К–1, на сред- нем участке на порядок выше (0,9·10–4 К–1), а на низ- котемпературном в два раза больше (1,6·10–5 К–1), чем в разупорядоченной высокотемпературной фазе. Таким образом, из сравнения полученных результа- тов для твердых растворов С60–СО и С60–СН4 следует, что молекулярные примеси оказывают качественно подобное влияние на температурное поведение пара- метров решетки и тепловое расширение фуллерита С60 в области ориентационного фазового перехода. Изме- нение объема в области фазового перехода (средний участок) равно 0,4%, что несколько больше, чем в рас- творах с СО и в чистом фуллерите [39]. Наблюдаемое при фазовом переходе нескачкообразное изменение параметра решетки, условно характеризуемое увели- чением на порядок среднего коэффициента теплового расширения, может быть обусловлено двумя причина- ми. Во-первых, при внедрении в решетку С60 примесей СО и СН4 происходит ослабление взаимодействия ме- жду молекулами фуллерита. Вследствие этого проис- ходит увеличение ангармонизмов в фононной и либра- ционной подсистемах и более быстрое по сравнению счистым С60 нарастание коэффициентов теплового расширения с приближением к фазовому переходу, уменьшение скачка объема и температуры фазового перехода. Во-вторых, в поликристаллических образцах исследованных растворов не исключено наличие неод- Рис. 4. Температурная зависимость параметра решетки твер- дого раствора С60(СН4)0,5 в окрестности ориентационного фазового перехода. Различными значками ( , , , ) представлены результаты отдельных экспериментов, прове- денных на одном и том же образце. Здесь же приведены дан- ные работы [13], полученные для растворов С60(CН4)0,8 ( ) и С60(CD4)0,8 ( ) при рентгеновских и нейтронографиче- ских исследованиях соответственно, а также температурная зависимость а(T) чистого С60 [39] (сплошная линия). 0 40 80 120 160 200 240 280 320 14,04 14,06 14,08 14,10 14,12 14,14 14,16 14,18 14,20 T, К TC Tg �a a/ = 0, %4 a , Å Влияние примесей молекул СО и СН4 на структурные характеристики фуллерита С60 Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2012, т. 38, № 3 283 нородности заполнения примесью пустот, особенно в зернах разного размера. Это может привести к локаль- ным деформациям решетки в разных частях образца и к «размытию» фазового превращения. Из-за концен- трационной неоднородности не исключено также су- ществование двухфазных областей. Экспериментально двухфазность образцов нами не зафиксирована, возмож- но, из-за малой разности объемов низко- и высокотем- пературной фаз. Однако с выдвинутым предположением согласуются данные калориметрических исследований фуллерита [46,47], в которых в области ориентацион- ного перехода зафиксированы два пика теплоемкости. Заключение В результате проведенных рентгеновских исследо- ваний твердых растворов внедрения С60(СО)0,9 и С60(CH4)0,5 установлено, что при заполнении значи- тельной части октаэдрических пустот ГЦК решетки фуллерита молекулярными компонентами заметно уве- личивается параметр и объем ячейки низко- и выcоко- температурных фаз. При этом понижается температура превращения TС и «размываются» в области перехода температурные зависимости параметра решетки. Изме- нение параметра решетки на фазовом переходе в рас- творе С60(СО)0,9 составляет 0,28%, а в С60(CH4)0,5 — 0,40% . В то время как для чистого фуллерита С60, со- гласно данным [39], скачок параметра на фазовом пе- реходе равен 0,35%. Показано, что при интеркалировании С60 молеку- лами СО и СН4 происходит повышение коэффициен- тов теплового расширения низкотемпературной фазы растворов относительно наблюдаемых в высокотемпе- ратурной фазе и в чистом фуллерите. Так, средние ко- эффициенты линейного теплового расширения низко- температурных фаз растворов почти на 30 % больше величин, характерных для чистого фуллерита, и прак- тически в 2 раза выше коэффициентов, наблюдаемых в высокотемпературных фазах. Повышение теплового расширения низкотемпера- турных фаз особенно вблизи перехода представляется естественным в свете того факта, что интеркалирова- ние молекулярной примесью приводит к ослаблению межмолекулярного взаимодействия, заметному увели- чению объема решетки С60 и понижению температуры ориентационного фазового перехода почти на 20 К. Вследствие этого в ориентационно упорядоченной фа- зе происходит растормаживание и увеличение ангар- монизмов вращательного движения молекул. В то же время в разупорядоченной высокотемпературной фазе интеркалирование, хотя и вызывает сравнимый c низ- котемпературной фазой эффект в объеме решетки, прак- тически не влияет на тепловое расширение фуллерита. Этого можно было ожидать, поскольку при Т > TC вследствие относительно свободного вращения моле- кул С60 почти отсутствует вклад вращательной под- системы в тепловое расширение кристалла. В связи с последним можно отметить, что в высокотемпера- турной фазе растворов с СН4 вплоть до перехода кор- реляции во вращательной подсистеме весьма малы и из-за этого тепловое расширение даже меньше, чем в чистом С60. Проведено сравнение и анализ структурных и физи- ческих свойств изученного нами раствора С60(СО)0,90 и данных для раствора С60(СО)0,67, представленных в работах [14,44]. Обсуждены имеющиеся противоречия в выводах относительно структурных особенностей при формировании в растворах СО–С60 стекольного состояния. Высказано мнение, что ненаблюдение осо- бенности на температурной зависимости параметра решетки а(T) растворов не является достаточным сви- детельством отсутствия стекольного перехода. Как сле- дует из работы [44], увеличение в растворе количества молекул СО способствует росту концентрации р-ори- ентаций молекул С60 и уменьшает различие энергий p- и h-конфигураций. Из-за этого при определенных кон- центрациях различие параметров решетки фаз, образо- ванных p- и h-молекулами, становится сравнимым или меньше погрешности их определения. Следовательно, весьма трудоемкие эксперименты по исследованию за- висимостей а(T) не являются достаточно надежным тестом характеристик стекольного перехода в твердых растворах фуллерита. В сомнительных случаях необ- ходимо параллельное проведение калориметрических и структурных измерений на растворе одного и того же состава. На основе полученных нами результатов и данных работ [14,44] установлены линейные зависимости тем- ператур ориентационного перехода TС и стеклования Тg от концентрации молекул СО в октаэдрических по- лостях. Определен концентрационный состав исполь- зовавшихся в исследованиях теплоемкости [44] смесей, который оказался более слабым (43,5 % СО), чем в структурных измерениях [14] (67% СО). Из сравнения полученных для растворов С60(СО)0,9 и С60(CH4)0,5 результатов следует, что возможна каче- ственная аналогия влияния примесей СО и СН4 не только на ориентационный фазовый переход, но и процессы формирования ориентационного стекла. Авторы выражают искреннюю благодарность М.А. Стржемечному, А.В. Долбину за интерес к работе и по- лезную дискуссию. 1. Y.M. Shulga, V.M. Martynenko, S.A. Baskakov, G.V. Shilov, A.N. Trukhanenok, A.F. Shestakov, Y.G. Morozov, T.N. Fursova, A.V. Bazhenov, and V.N. Vasilets, Physica Status Solidi – Rapid Research Letters 3, 43 (2009). 2. A.M. Gurevich, A.V. Terekhov, D.S. Kondrashev, A.V. Dol- bin, D. Cassidy, G.E. Gadd, S. Moricca, B. Sundqvist, Fiz. Nizk. Temp. 32, 1275 (2006) [Low Temp. Phys. 32, 967 (2006)]. Н.А. Аксенова, Н.Н. Гальцов, А.И. Прохватилов 284 Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2012, т. 38, № 3 3. A.N. Aleksandrovskii, A.S. Bakai, A.V. Dolbin, G.E. Gadd, V.B. Esel’son, V.G. Gavrilko, V.G. Manzhelii, B. Sundqvist, and B.G. Udovidchenko, Fiz. Nizk. Temp. 29, 432 (2003) [Low Temp. Phys. 29, 324 (2003)]. 4. A.N. Aleksandrovskii, A.S. Bakai, D. Cassidy, A.V. Dolbin, V.B. Esel'son, G.E. Gadd, V.G. Gavrilko, V.G. Manzhelii, S. Moricca, and B. Sundqvist, Fiz. Nizk. Temp. 31, 565 (2005) [Low Temp. Phys. 31, 429 (2005)]. 5. V.G. Manzhelii, A.V. Dolbin, V.B. Esel`son, V.G. Gavrilko, D. Cassidy, G.E. Gadd, S. Moricca, and B. Sundqvist, Fiz. Nizk. Temp. 32, 913 (2006) [Low Temp. Phys. 32, 695 (2006)]. 6. N.A. Vinnikov, V.G. Gavrilko, A.V. Dolbin, V.B. Esel`son, V.G. Manzhelii, and B. Sundqvist, Fiz. Nizk. Temp. 33, 618 (2007) [Low Temp. Phys. 33, 465 (2007)]. 7. A.V. Dolbin, V.B. Esel`son, V.G. Gavrilko, V.G. Manzhelii, N.A. Vinnikov, G.E. Gadd, S. Moricca, D. Cassidy, and B. Sundqvist, Fiz. Nizk. Temp. 33, 1401 (2007) [Low Temp. Phys. 33, 1068 (2007)]. 8. A.V. Dolbin, V.B. Esel`son, V.G. Gavrilko, V.G. Manzhelii, N.A. Vinnikov, G.E. Gadd, S. Moricca, D. Cassidy, and B. Sundqvist, Fiz. Nizk. Temp. 34, 592 (2008) [Low Temp. Phys. 34, 470 (2008)]. 9. A.V. Dolbin, N.A. Vinnikov, V.G. Gavrilko, V.B. Esel’son, V.G. Manzhelii, G.E. Gadd, S. Moricca, D. Cassidy, and B. Sundqvist, Fiz. Nizk. Temp. 35, 299 (2009) [Low Temp. Phys. 35, 226 (2009)]. 10. S.J. Duclos, R.C. Haddon, S.H. Glarum, A.F. Hebard, and K.B. Lyons, Solid State Commun. 80, 481 (1991). 11. Z. Belahmer, P. Bernier, I. Firlej, J.M. Lambert, and M. Ri- ber, Phys. Rev. B47, 15980 (1993). 12. P. Bernier, I. Luk’yanchuk, Z. Belahmer, M. Riber, and I. Firlej, Phys. Rev. B53, 7535 (1996). 13. B. Morosin, R.A. Assink, R.G. Dunn, T.M. Massis, and J.E. Schirber, and G.H. Kwei, Phys. Rev. B56, 13611 (1997). 14. S. van Smaalen, R. Dinnebier, I. Holleman, G. von Helden, and G. Meijer, Phys. Rev. B57, 6321 (1998). 15. B. Renker and H. Schober, J. Low Temp. Phys. 117, 1729 (1999). 16. I.V. Legchenkova, A.I. Prokhvatilov, Yu.E. Stetsenko, M.A. Strzemechny, K.A. Yagotintsev, A.A. Avdeenko, V.V. Ere- menko, P.V. Zinoviev, V.N. Zoryansky, and N.B. Silaeva, Fiz. Nizk. Temp. 28, 1320 (2002) [Low Temp. Phys. 28, 942 (2002)]. 17. M. Gu and T.B. Tang, ФТТ 44, 610 (2002). 18. T.B. Tang and M. Gu, ФТТ 44, 607 (2002). 19. M. Gu and T.B. Tang, J. Appl. Phys. 93, 2486 (2003). 20. K. Ichimura, K. Imaeda, and H. Inokuchi, Chem. Lett. No. 3, 196 (2000). 21. П.В. Зиновьев, В.Н. Зорянский, Н.Б. Силаева, ФНТ 34, 609 (2008) [Low Temp. Phys. 34, 484 (2008)]. 22. S. van Smaalen, R.E. Dinnebier, R. Milletich, M. Kuntz, I. Holleman, G. von Helden, and G. Meijer, Chem. Phys. Lett. 319, 283 (2000). 23. T. Arai, Y. Murakami, H. Suematsu, K. Kikuchi, Y. Achiba, and I. Ikemoto, Solid State Commun. 84, 827 (1992). 24. E.A. Katz, D. Faiman, K. Iakoubovskii, A. Isakina, K.A. Yagotintsev, M.A. Strzhemechny, and I. Balberg, J. Appl. Phys. 93, 3401 (2003). 25. E.A. Katz, D. Faimana, S.M. Tuladhar, S. Shtutina, N. Frou- min, M. Polak, and Y. Strzhemechny, Solar Energy Materials and Solar Cells, 75, 421 (2003). 26. E.A. Katz, D. Faiman, S.M. Tuladhar, S. Shtutina, N. Frou- min, and M. Polak, ФТТ 44, 473 (2002). 27. T. Arai, Y. Muracami, H. Suematsu, K. Kikuchi, Y. Ashiba, and I. Ikemoto, Solid State Commun. 84, 827 (1992). 28. M. Kaizer, W.K. Maser, H.J. Byrne, A. Mattelbach, and S. Roth, Solid State Commun. 87, 281 (1993). 29. G. Bortel, G. Feigel, E. Kovats, G. Oszlanyi, and S. Pekker, Phys. Status Solidi 243, 2999 (2006). 30. К.А. Яготинцев, Ю.Е. Стеценко, Н.Н. Гальцов, И.В. Лег- ченкова, А.И. Прохватилов, ФНТ 36, 335 (2010) [Low Temp. Phys. 36, 266 (2010)]. 31. И.В. Легченкова, А.И. Прохватилов, Ю.Е. Стеценко, М.А. Стржемечный, К.А. Яготинцев, ФНТ 33, 119 (2007) [Low Temp. Phys. 33, 89 (2007)]. 32. N.N. Galtsov, A.I. Prokhvatilov, G.N. Dolgova, D. Cassidy, G.E. Gad, S. Moricca, and B. Sundqust, Fiz. Nizk. Temp. 33, 1159 (2007) [Low Temp. Phys. 33, 881 (2007)]. 33. A.I. Prokhvatilov, N.N. Galtsov, I.V. Legchenkova, M.A. Strzemechny, D. Cassidy, G.E. Gad, S. Moricca, B. Sundqust, and N.A. Aksenova, Fiz. Nizk. Temp. 31, 585 (2005) [Low Temp. Phys. 31, 445 (2005)]. 34. Л.С. Фоменко, С.В. Лубенец, В.Д. Нацик, Ю.Е. Стецен- ко, К.А. Яготинцев, М.А. Стржемечный, А.И. Прохва- тилов, Ю.А. Оcипьян, А.Н. Изотов, Н.С. Сидоров, ФНТ 34, 86 (2008) [Low Temp. Phys. 34, 72 (2008)]. 35. L.S. Fomenko, S.V. Lubenets, V.D. Natsik, D. Cassidi, G.E. Gadd, S. Moricca, and B. Sundqvist, Fiz. Nizk. Temp. 31, 596 (2005) [Low Temp. Phys. 31, 454 (2005)]. 36. I. Holleman, P. Robyr, Arno P. M. Kentgens, B.H. Meier, and G. Meijer, J. Am. Chem. Soc. 121, 199 (1999). 37. I. Holleman, G. von Helden, E.H.T. Olthof, P.J.M. van Ben- tum, R. Engeln, G.H. Nachtegaal, A.P.M. Kentgens, B.H. Meier, A. van der Avoird, and G. Meijer, Phys. Rev. Lett. 79, 1138 (1997). 38. I. Holleman, G. von Helden, A. van der Avoird, and G. Meij- er, Phys. Rev. Lett. 80, 4899 (1998). 39. Н.А. Аксенова, А.П. Исакина, А.И. Прохватилов, М.А. Стржемечный, ФНТ 25, 964 (1999) [Low Temp. Phys. 25, 724 (1999)]. 40. G.H. Kwei, F. Trouw, B. Morosin, and H.F. King, J. Chem. Phys. 113, 320 (2000). 41. I. Holleman, P. Robyr, Arno P.M. Kentgens, B.H. Meier, and G. Meijer, J. Am. Chem. Soc. 121, 199 (1999). 42. I. Holleman, G. von Helden, E.H.T. Olthof, P.J.M. van Ben- tum, R. Engeln, G.H. Nachtegaal, A.P.M. Kentgens, B.H. Meier, A. van der Avoird, and G. Meijer, Phys. Rev. Lett. 79, 1138 (1997). 43. I. Holleman, G. von Helden, A. van der Avoird, and G. Meij- er, Phys. Rev. Lett. 80, 4899 (1998). Влияние примесей молекул СО и СН4 на структурные характеристики фуллерита С60 Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2012, т. 38, № 3 285 44. Ivan Holleman, Dynamics of CO in Solid C60, Thesis Katho- lieke Universiteit Nijmegen (1998), 126 p. 45. M.I. Bagatskii, V.V. Sumarokov, A.V. Dolbin, and B. Sund- qvist, ФНТ 38, 87 (2012) [Low Temp. Phys. 38, No. 1 (2012)]. 46. В.М. Егоров, Б.И. Смирнов, В.В. Шпейзман, Р.К. Нико- лаев, Н.С. Сидоров, ФТТ 47, 1914 (2005). 47. В.М. Егоров, В.В. Шпейзман, И.Н. Кременская, Письма в ЖТФ 19, 49 (1993). The effect of molecular impurities CO and CH4 on structural characteristics of C60 fullerite in region of orientation phase transition N.A. Aksenova, N.N. Galtsov, and A.I. Prokhvatilov The x-ray studies of structural characteristics of С60(СО)0.9 and С60(CH4)0.5 solid solutions were car- ried out in the region of orientation phase transition in fullerite C60. It is established that the filling of the oc- tahedral cavities of the fullerite lattice by molecules of CO and CH4 results in a significant increase of the lat- tice parameter and thermal expansion coefficients of the ordered phase and a decrease in the volume change and phase transition temperature TC. In this case there also occurs a noticeable “smearing” of the phase trans- formation. Based on these results and literature data, the contradictions in the conclusions about the struc- tural pecullarities of the formation of a glass state the CO–C60 solutions are analyzed and discussed. Linear dependences of orientational transition temperature TC and glass transition one Tg on CO concentration C in the octahedral cavities are obtained. The CO concen- tration in the previous study of specific heat of solid mixtures are calculated. PACS: 61.05.cp X-ray diffraction; 71.20.Tx Fullerenes and related materials; intercalation compounds; 64.70.–p Specific phase transitions. Keywords: fullerite С60, x-ray powder diffractometries, phase transition, solid solutions, lattice parameter.

Влияние примесей молекул СО и СН₄ на структурные характеристики фуллерита С₆₀ в области ориентационного фазового перехода

Репозитарії

Схожі ресурси