Фуллериды металлов и их свойства. Полуэмпирические и неэмпирические методы квантовой химии. Молекулярное моделирование фуллеридов металлов. Эмпирические методы молекулярной механики. Особенность электронной структуры эндоэдральных металлофуллеренов.
На сегодняшний день углеродные наноструктуры являются одними из самых перспективных предметов исследования в области нанотехнологий. Способность углерода существовать в разных аллотропных формах делает возможным создание самых разнообразных наноструктур, таких как сферы, трубки, луковичные структуры, ленты и стержни, что обеспечивает благодатную почву для различных исследований. Они состоят из полого сферического фуллерена в сердцевине которого располагается один или несколько атомов металла. В настоящее время основным аспектом исследования эндоэдральных металлофуллеренов и их соединений является изучение их свойств с точки зрения возможного применения в различных областях наноэлектроники и фотоники в качестве перспективных материалов. В связи с этим представляет несомненный интерес изучение электронных и энергетических свойств фуллеридов галлия относительно малозатратным в отношении машинного времени квантово-химическим методом MNDO/PM3. Цель работы: выполнить молекулярное моделирование структурных, энергетических, электронных свойств различных эндоэдральных фуллеридов галлия состава Ga2@Cn. Молекулы фуллеренов, которые содержат внутри себя один или несколько атомов или молекул, получили название эндоэдральных соединений (или эндоэдралов). Рисунок 1 - Эндометаллофуллерены M@C82 и M2@C82 При исследовании комплексов, как первого, так и второго класса, прежде всего, необходимо определить их геометрию, в частности способ координации атомов металла около углеродной стенки. Наиболее простой в реализации электродуговой синтез эндоэдральных металлофуллеренов приводит к другому распределению продуктов по массе чем при синтезе обычных фуллеренов [11-16]. Так при синтезе фуллеренов с наибольшим выходом образуются продукты C60 и C70, а доля высших фуллеренов С84 и С76 составляет около процента [14]. Таким образом, считается [15], что механизм образования эндоэдральных фуллеренов отличается от механизма образования простых фуллеренов. При образовании возможности образования эндоэдральных фуллеридов металлов, предполагается, что полость фуллерена может включать атом металла, если для него достаточно места [7, 8]. Имеются работы, в которых сообщается о возможности получения эндоэдральных фуллеренов путем длительного высокотемпературного нагрева полых фуллеренов в газе внедряемых атомов или молекул [3, 4]. Так, эндоэдралы Be@C60 получали в результате проникновения в полость молекулы фуллерена С60 высокоскоростных ядер 7Be, образующихся при ядерной реакции [3]. По этой причине предполагается, что металлофуллерены с большим значением дипольного момента могут найти интересные применения в различных электронных устройствах [3].
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
