Аналог параметра Грюнайзена для ориентационных возбуждений в низкотемпературной фазе фуллерита C₆₀

Abstract

Проведен теоретический анализ теплоемкости и теплового расширения низкотемпературной ПК фазы фуллерита C₆₀, основанный на представлениях о двухъямных ориентационных состояниях молекул - пентагонной и гексагонной конфигурациях. Для описания связи ориентационных состояний молекул с макроскопическими деформациями кристаллической решетки использовано предположение о деформационных добавках к энергетическим параметрам двухъямных состояний и введен параметр g⁽or⁾ , эквивалентный параметру Грюнайзена в теории теплового расширения гармонических кристаллов. Показано, что такая модель позволяет получить качественное описание аномалий тепловых свойств фуллерита C₆₀, наблюдаемых вблизи температуры ориентационного стеклования Tg≃90 K, и обсуждены возможности получения эмпирических оценок для параметра g⁽or⁾ .

A theoretical analysis of the heat capacity and thermal expansion of the low-temperature sc phase of fullerite C₆₀ is made, based on the concepts of double-well orientational states of the molecules — the pentagonal and hexagonal configurations. To describe the coupling of the orientational states of the molecules with macroscopic deformations of the crystal lattice, it is assumed that the deformations contribute corrections to the energy parameters of the double-well states, and a parameter g⁽or⁾ is introduced which is equivalent to the Grüneisen parameter in the theory of the thermal expansion of harmonic crystals. It is shown that this model can be used to obtain a qualitative description of the anomalies observed in the thermal properties of fullerite C₆₀ near the orientational glass temperature T g ≃90 K, and the possibilities for obtaining empirical estimates of the parameter g⁽or⁾ are discussed.