Вышедшие номера
Термическая неустойчивость фуллеренов кремния, стабилизируемых водородом. Компьютерный эксперимент
Галашев А.Е.1
1Институт промышленной экологии Уральского отделения Российской академии наук, Екатеринбург, Россия
Поступила в редакцию: 10 июля 2007 г.
Выставление онлайн: 19 апреля 2008 г.

Методом молекулярной динамики теоретически исследована структура и кинетические свойства полого однослойного кластера Si60, имеющего структуру фуллерена, в области температур 10=<q T=<q 1760 K. Выполнено 5 серий расчетов с созданием у кластера Si60 следующих сред: вакуума, внутренней области фуллерена, заполненной 30 и 60 атомами H при наличии и без наружного водородного окружения из 60 атомов. Средний радиус Rcl кластера кремния увеличивается с ростом температуры, достигая наибольшего значения при отсутствии водорода вблизи кластера и приобретая более низкие значения в случае полной компенсации свободных связей у атомов Si атомами водорода, находящимися внутри кластера, при отсутствии снаружи водородной "шубы". С увеличением температуры уменьшаются среднее число Si-Si-связей nb, приходящихся на атом в кластере кремния, и средняя длина Lb этих связей. Более высокую стабильность значений nb и Lb во всем исследуемом температурном интервале проявляет фуллерен Si60, окруженный водородной "шубой" и содержащий внутри себя 60 атомов H. Такой кластер имеет более низкие значения коэффициента самодиффузии при высоких температурах. Этот стабилизированный водородом фуллерен устойчив по отношению к образованию линейных цепочек атомов вплоть до температур ~270-280 K. PACS: 61.48.+c, 64.70.Nd, 81.05.Tp