Новости науки 27.02.01 Кремниевые аналоги фуллерена

Создание полностью замкнутых изолированных кластеров кремния - кремниевых аналогов фуллерена - являлось до сих пор неразрешимой задачей из-за их нестабильной структуры. Авторы работы [H.Hiura, T.Miyazaki,T.Kanayama, Phys.Rev.Lett. 86 (2001) 1773] преодолели эту трудность - они смогли создать устойчивые кремниевые кластеры с инкапсулированными атомами металла.

В работе сообщается, что ионы разнообразных тяжелых металлов M⁺ (M = Hf, Ta, W, Re, Ir, и т.д.) вступали в реакцию с силаном (SiH₄) с образованием соединений MSi_nH_x⁺, где n менялось от 1 до 18 в зависимости от конкретного металла. Типичную картину можно проиллюстрировать на примере вольфрама. В первые доли секунды после начала реакции методами масс-спектроскопии наблюдали кластеры WSi_nH_x⁺, где n =1,2,3, а x менялся в довольно широких интервалах. С течением времени n смещалось в сторону все больших значений. Наконец, по прошествии нескольких десятков секунд n достигало отметки 12 и реакция прекращалась. Это отвечает картине постепенного нарастания кремниевого кластера на остов из иона металла, когда при достижении конфигурации, при которой кремниевая решетка полностью охватывает атом, рост прекращается.

Авторы работы приводят также результаты численного моделирования структуры этих кластеров и выясняют, какое расположение атомов является наиболее выгодным в том или ином случае. Кроме того, они высказывают надежду, что полученные в работе кремниевые аналоги фуллеренов послужат "строительными кирпичиками" для создания новых кремниевых материалов.

перейти к началу страницы