“Настройка” параметров электронной структуры фуллеридов

Фуллериды – твердые тела из фуллеренов C60 – привлекают к себе интерес, в первую очередь, из-за большого разнообразия физических свойств материалов на их основе – от магнетизма до сверхпроводимости, что обусловлено наличием в фуллеридах различных конкурирующих между собой взаимодействий: электрон-электронного, электрон-фононного и пр. Выяснить, какую роль играет каждое из этих взаимодействий экспериментально весьма непросто, поскольку все они “работают” одновременно, и “отделить” одно от другого нельзя.

Shema_pljonki.jpg Рис. 1. Схематическое изображение трехслойной пленки KxC60 на подложке Au(111)

В работе [1] сотрудники University of California at Berkeley (США) обратили внимание на возможность контроля и “настройки” параметров электронной структуры фуллеридов. Они вырастили ультратонкие пленки KxC60 из L = 1, 2 и 3 слоев фуллеренов C60, допированных калием (рис. 1), и, используя сканирующую электронную микроскопию для измерения локальных ВАХ, показали, что свойства таких пленок меняются систематическим образом при изменении x и L. При этом содержание калия x определяет не только концентрацию электронов, но и их взаимодействие с ян-теллеровскими фононами, которое значительно больше для локализованных электронов, чем для делокализованных (рис.2).

Fullereny.jpg Рис. 2. Если на каждый фуллерен C60 приходится один электрон (N), то электроны локализованы из-за сильного кулоновского отталкивания Ueff (диэлектрическая фаза). Если число электронов увеличивается (N+1) или уменьшается (N-1), то избыточные электроны и дырки, соответственно, могут “перепрыгивать” с фуллерена на фуллерен (металлическая фаза)

Что касается эффективной энергии Ueff хаббардовского отталкивания двух электронов на одном фуллерене, то она оказывается тем больше, чем дальше от подложки находится фуллерен (рис.3), то есть величина Ueff минимальна в однослойных пленках. Регулировка электрон-фононного взаимодействия Ueff и концентрации электронов путем изменения x и L позволила авторам [1] контролируемым образом переводить пленки KxC60 из диэлектрического состояния в металлическое и обратно.

Effekt_usilenija_ottalkivanija.jpg Рис.3. Иллюстрация эффекта усиления кулоновского отталкивания электронов на фуллерене второго слоя из-за ослабления их взаимодействия с положительными зарядами, индуцированными в металлической подложке

Полученные в [1] результаты открывают путь к целенаправленному синтезу фуллеридов с заданными свойствами. Такой же подход можно попробовать применить и к пленкам из фуллеренов C20 – пока еще не синтезированным экспериментально, но представляющим огромный интерес как кандидат в новые высокотемпературные сверхпроводники.

Автор – Л. Опенов

  • 1. Y.Wang et al., Nature Mater. 7, 194 (2008)
Пожалуйста, оцените статью:
Пока нет голосов
Источник(и):

ПерсТ: “Настройка” параметров электронной структуры фуллеридов



artyukhov аватар

фуллериты?

ququ аватар

http://issp.ras.ru/…t/8_05/n.asp?… Они фреймы используют.

«Tuning fulleriDe electronic structure and molecular ordering via variable layer index»

Anonymous аватар

В принципе, здесь это слово правильно употреблено. Фуллерен с калием это фуллерид. А вот твердые тела из фуллеренов – фуллериты. Хотя с этим словом долго шла борьба, и на ИВФАКе как-то оргкомитет постановил «нет такого слова». Я разозлилась и опубликовала книжку под названием «Электронная структура фуллеренов и фуллеритов».: Учеб. пособие для вузов/СПб.: Наука, 2001.- 70 с.- (Новые разделы физики полупроводников).

tmakarova аватар

Неладно что-то с входами на сайте… Ивфак это international conference on fullerenes and atomic clusters.