Основные результаты лаборатории АМИВ 2002 г.
Исследование электронных магнитных и оптических свойств твердотельных материалов
Одним из важных результатов лаборатории АМИВ за 2002 год является синтез борозамещенного фуллерена.
Для получения борозамещенных фуллеренов мы использовали разработанный нами метод синтеза в ВЧ-дуге при атмосферном давлении [Г. Н. Чурилов. Приборы и техника эксперимента, 1 (2000) 5].В поток углеродно-гелиевой плазмы вводился порошок B2O3. Оксид бора был использован в качестве допанта.
Полученная при таких условиях фуллеренсодержащая сажа исследовалась масс-спектральным методом (рис. 1). Анализ молекулярного состава проводился на времяпролетном масс-спектрометре Bruker BIFLEX III с ионизацией методом лазерного пучка (USA, Houston, Rice University, Chemical Department).
 |
Рис. 1. Часть масс-спектра фуллереновой сажи, синтезированной при введении бора. |  |
Рис. 2. Часть масс-спектра фуллеренового экстракта, синтезированного при введении бора. Приведено изменение спектра с ростом температуры. Звездой отмечены пики, соответствующие массе фуллерена C59B |
Далее было проведено экстрагирование фуллеренов из сажи бензолом. Анализ молекулярного состава образца был проведен в Институте общей и неорганической химии (Алиханян А.С., Никитин И.В. и др.) на масс-спектрометре, переоборудованном для высокотемпературных термодинамических исследований. Вещество сублимировалось из эффузионной камеры при ионизации методом электронного удара (60 — 80 эВ). При температурах выше 715 К в масс-спектре кроме ионов с отношением m/e = 720, 721, 722, 723 а.е.м., отвечающие ионизационному составу молекулы С60, а также были обнаружены m/e= 719 а.е.м. соответствующие массе борозамещенного фуллерена С59В.
Типичная картина в области масс с m/е = 717-725 а.е.м. показана на рис. 2. Для C59B определены давление насыщенного пара и параметры сублимации. Определено, что C59В имеет большую энтальпию сублимации по сравнению с C60, что можно объяснить наличием у первого дипольного момента. Оценки, проведенные методами квантовой механики, позволили определить его величину, которая составила - 0.75 D.
Кроме этого в 2002 году была защищена диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук Чуриловым Григорием Николаевичем на тему "Основные закономерности и механизмы образования фуллеренов в плазме дугового разряда и разработка методики их получения при атмосферном давлении".
- Работы выполнены при поддержке:
- Грантов INTAS №№ 01-2239, 00-100
- Гранта CRDF № RE1-2231
- Грантов 6-го конкурс экспертизы научных проектов по фундаментальным и прикладным исследованиям молодых ученых РАН -№№ 56,184
- ФЦП "Интеграция": проекты № Б001/850, №Я0007/2303
- Гос. программы - № 5-3-00