Тепловое расширение растворов дейтерометана в фуллерите С₆₀ при низких температурах. Изотопический эффект

Abstract

Исследовано тепловое расширение растворов СD₄ в ориентационном стекле С₆₀ с молярными концентрациями дейтерометана 20 и 50% в интервале температур 2,5-23 К. Ориентационное стекло CD₄- С₆₀ в температурном интервале 4,5-5,5 К претерпевает фазовый переход первого рода, что проявляется в гистерезисе коэффициента линейного теплового расширения α, а также в наличии максимумов на температурных зависимостях α(Т) и τ₁(Т) , где τ₁- характеристическое время термализации исследуемых образцов. Определены характеристические времена реориентации молекул С₆₀ и фазовых превращений в изученных растворах. Результаты настоящего исследования сопоставлены с результатами аналогичного исследования раствора СН₄-С₆₀. Сделан вывод о туннельном вращении молекул СН₄ и СD₄ в октаэдрических междоузлиях решетки фуллерита С₆₀.

Досліджено теплове розширення розчинів СD₄ в орієнтаційному склі С₆₀ з молярними концентраціями дейтерометану 20 та 50% в інтервалі температур 2,5–23 К. В орієнтаційному склі CD₄- С₆₀ в температурному інтервалі 4,5–5,5 К відбувається фазовий перехід першого роду, що проявляється в гістерезисі коефіцієнта лінійного теплового розширення α , а також в наявності максимумів на температурних залежностях α(Т) и τ₁(Т) , де τ₁ — характеристичний час термалізації досліджених зразків. Визначено характеристичні часи реорієнтації молекул С60 і фазових перетворень у вивчених розчинах. Результати дослідження зіставлено з результатами аналогічного дослідження розчину СН₄-С₆₀. Зроблено висновок про тунельне обертання молекул СН₄ та СD₄ в октаедричних міжвузловинах кристалічної гратки фулерита С₆₀.

The thermal expansion of СD₄ solutions in an oriented glass С₆₀ with the molar СD₄ concentrations 20 and 50% has been investigated in the interval 2.5–23 K. At T = 4.5–5.5 K the orientational CD₄- С₆₀which is evident as a hysteresis of the linear thermal expansion coefficient α, as well as maxima in the temperature dependences α(Т) and τ₁(Т) , where τ₁ is the characteristic time of thermalization of the samples. The characteristic times of С₆₀ molecule reorientation and the phase transformations in the solutions have been estimated. The results obtained are compared with the corresponding data taken on the СН₄-С₆₀ solution. The conclusion can be drawn about a tunnel rotation of СН₄ and СD₄ molecules in the octahedral interstitial sites of the С₆₀ lattice.