О сновные закономерности и механизмы процесса формирования молекул фуллерена и фуллереновых производных в ионизированном углеродном паре

Чурилов Г.Н., Федоров А.С., Новиков П.В., Алиханян А.С., Никитин М.И., Глущенко Г.А. Булина Н.В., Емелина А.Л.,Внукова Н.Г.

В работе теоретически исследовано влияние концентрации электронов на образование фуллерена С60 в ионизованном углеродном паре. Определены оптимальные параметры синтеза (температура и концентрация электронов), при рассмотрении образования молекулы С60 в одну или две промежуточные стадии столкновения углеродных кластеров. Показано, что волны концентрации электронов в плазме меняют скорость образования фуллерена С60. Впервые показана не только управляющая роль электронной концентрации в образовании фуллеренов и фуллереновых производных, но и механизм этого управления. Развитые в работе концепции позволили определить условия эффективного получения гетерофуллерена с бором. Впервые был синтезирован борозамещенный фуллерен С59В в макроскопических количествах. Его содержание в фуллереновой смеси составило более 11% по результатам массспектроскопических исследований.

The influence of electron concentration in ionized carbon vapor on C60 fullerene formation was theoretically investigated. By considering C60 molecule assembly at one or two intermediate stages of cluster collision we determined the plasma parameters (temperature and electron concentration) optimal for the fullerene synthesis. It was shown that waves of electron concentration in plasma changed the rate of C60 fullerene assembling. At the first time the important role of electron concentration for synthesis of fullerenes and their derivatives was shown. Also a mechanism of influence of electron concentration and temperature to the fullerene synthesis was proposed. Conceptions developed in the work allowed to define conditions of efficient synthesis of boron doped heterofullerene C59B. This heterofullerene was synthesized in macroscopic quantities firstly. By results of mass-spectroscopic study it was determined that C59B content in fullerene mixture was more than 11%.

Full text [pdf format 717 kb]