В рамках квантово-статистического метода выведено новое уравнение состояния фуллерита C 60 . Уравнение состояния содержит два параметра Грюнайзена, отвечающие за колебательно-вращательный и внутримоле-кулярный вклады молекул фуллерена, которые представляются в виде квантовых изотропных осцилляторов. Внутримолекулярные колебания атомов углерода описываются теорией теплоемкости Дебая, холодный вклад в свободную энергию вычисляется с использованием парного потенциала Леннарда-Джонса для молекул фуллерена. Сравнение теории с экспериментом показывает очень хорошее согласие.Работа выполнена при поддержке гранта ОНИТ РАН № 5 " Фундаментальные проблемы физики и технологии эпитаксиальных наноструктур и приборов на их основе". DOI: 10.21883/FTT.2017.04.44288.326 Экспериментальные исследования термодинамиче-ских свойств фуллеренов и их различных растворов зачастую ограничиваются термическим анализом и ка-лориметрическими исследованиями температурной за-висимости изобарной теплоемкости. Значительно мень-ше надежных и непротиворечивых сведений имеется о широкодиапазонных уравнениях состояния этих мате-риалов. Это относится и к самому распространенному фуллериту C 60 , который является перспективным ма-териалом для нанотехнологий. Исследования физико-химических, электрофизических и оптических свойств фуллеритов при воздействии высоких сжимающих дав-лений представляют как прикладной, так и общий тео-ретический интерес [1][2][3][4]. В частности, перспективны-ми для создания функциональных и конструкционных материалов с уникальными механическими свойствами являются фуллереновые покрытия. Для прогнозирования свойств фуллеритов в широком диапазоне температур и давлений требуется знать уравнение состояния.Первые попытки построить уравнение состояния фул-лерита C 60 были предприняты в работах [5,6]. В рабо-те [5] теоретический метод основывался на вычисле-нии второго вириального коэффициента с применением парного потенциала для молекул фуллерена. В рабо-те [6] применялось приближение Дебая-Грюнайзена для расчета давления, объемного коэффициента теплового расширения и коэффициента сжимаемости. В обоих слу-чаях использовался межмолекулярный потенциал вза-имодействия C 60 −C 60 , полученный путем двукратного интегрирования парного потенциала Леннарда-Джонса для атомов углерода по сферической поверхности мо-лекулы фуллерена. Позднее эти подходы развивались в работах [7][8][9][10][11][12], в которых учитывались ангармонизм колебаний, оптические фононы, использовалась теория свободного объема и др. Кроме того, для описания экс-периментальных данных могут успешно использоваться эмпирические и феноменологические уравнения состо-яния, например, уравнение Бирча-Мурнагана [13]. Ни одна из указанных теоретических моделей, к сожалению, не учитывает возможное вращение молекул фуллерена.В работе автора [14] предложена качественно но-вая модель термодинамических свойств фуллерита C 60 . В рамках этой модели фуллерены представляются кван-товыми изотропными осцилляторами, которые соверша-ют колебательно-вращательное движение. Вклад тепло-вых колеб...
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.