Рентгеновские исследования эффектов интеркаляции кристаллов фуллерита С₆₀ атомами Ne

• Published in: Физика низких температур
• Date: 2007
• Main Authors: Легченкова, И.В., Прохватилов, А.И., Стеценко, Ю.Е., Стржемечный, М.А., Яготинцев, К.А.
• Format: Article
• Language: Russian
• Published: Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України 2007
• Subjects: Динамика кристаллической решетки
• Online Access: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127508
• Journal Title: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Cite this: Рентгеновские исследования эффектов интеркаляции кристаллов фуллерита С₆₀ атомами Ne / И.В. Легченкова, А.И. Прохватилов, Ю.Е. Стеценко, М.А. Стржемечный, К.А. Яготинцев // Физика низких температур. — 2007. — Т. 33, № 1. — С. 119-125. — Бібліогр.: 18 назв. — рос.

Рентгеновским методом исследован процесс интеркаляции атомами Ne поликристаллического фуллерита С₆₀ при комнатной температуре и давлении газа 1 атм и температурной зависимости параметра решетки в интервале температур 30–293 К. Установлено, что заполнение октаэдрических пустот ГЦК решетки С₆₀ неоном сопровождается заметным увеличением параметра и
 объема решетки. Эти изменения в зависимости от времени насыщения удовлетворительно описываются экспонентой. Определена временная константа интеркаляции , которая оказалась
 равной (179±24) ч, что почти на два порядка больше величины , полученной при повышенном давлении. Предельное насыщение фуллерита неоном достигает почти (48±3)%. Наличие
 примеси неона в решетке С₆₀ практически не влияет на интенсивность рассеяния рентгеновских
 лучей, но вследствие неоднородности распределения примеси на первых этапах интеркалирования значительно изменяет ширину отражений. В результате проведенных энергетических
 расчетов определено, что наиболее вероятным путем миграции атомов Ne в кристаллах фуллерита при интеркаляции являются окта–тетра–октаэдрические пустоты. В области ориентационного фазового перехода обнаружен значительный гистерезис температурных зависимостей
 параметров решетки. Проведено обсуждение и сопоставление полученных результатов с имеющимися литературными данными. Рентгенівським методом досліджено процес інтеркаляції атомами Ne полікристалічного фулерита С₆₀ при кімнатній температурі і тиску газу 1 атм і температурної залежності параметра
 ґратки в інтервалі температур 30–293 К. Встановлено, що заповнення октаедричних порожнин
 ГЦК ґратки С₆₀ неоном супроводжується помітним збільшенням параметра і об’єму ґратки. Ці
 зміни в залежності від часу насичення задовільно описуються експонентою. Визначено тимчасову константу інтеркаляції , що виявилася рівною (179 ± 24) г, що майже на два порядки
 більше величини , яка отримана при підвищеному тиску. Граничне насичення фулерита неоном досягає майже (48 ± 3)%. Наявність домішки неону в ґратках C₆₀ практично не впливає
 на інтенсивність розсіювання рентгенівських променів, але унаслідок неоднорідності розподілу домішки на перших етапах інтеркаляції значно змінює ширину відображень. У результаті проведених енергетичних розрахунків показано, що найбільш ймовірним шляхом міграції
 атомів Ne у кристалах фулерита при інтеркаляції є окта–тетра–октаедричні порожнини. В області орієнтаційного фазового переходу виявлено значний гістерезис температурних залежностей параметра ґратки. Проведено обговорення і зіставлення отриманних результатів з даними,
 які є в літературі. The powder x-ray diffraction method was
 used to study the process of saturation by Ne atoms
 of С₆₀ at room temperature and a Ne gas
 pressure of 1 bar. We also studied the temperature
 dependence of the lattice parameter of the
 saturated sample. We have found that the filling
 of octahedral voids of the fcc lattice of С₆₀ by
 neon results in an observable increase of the lattice
 parameter. This increase as a function of the
 saturation time is consistently described by an
 exponential law with the characteristic time constant
 = (179±24) h, which is almost two orders
 of magnitude longer than at elevated pressures.
 The ultimate occupancy of the voids by
 neon reaches the value (48±3)%. The neon impurity
 virtually does not affect the reflection intensities
 but during the initial stage of intercalation
 considerably increases the width of
 reflections. We show that the most likely migration
 pathway of neon atoms in crystalline
 fullerite С₆₀ is from octahedral to octahedral via
 tetrahedral voids. A considerable hysteresis
 stretching from to 270 K has been observed in
 the temperature dependence of the lattice parameter.