Effect of biatomic gas impurities on thermal expansion of fullerite C₆₀

Abstract

Orientational glasses with gas molecules occupying the octahedral interstitial sites in the C₆₀ lattice have been investigated by the dilatometric method in a temperature interval of 2.5-23 K. At temperatures 4-6 K the glasses undergo a first-order phase transition which is evident from the hysteresis of the thermal expansion and the maxima in the temperature dependences of the linear thermal expansion coefficients α(T) and the thermalization times τ₁(T) of the samples. The effect of the noncentral CO-C₆₀ interaction upon the thermal expansion and the phase transition in these glasses was clarified by comparing the behavior of the properties of the CO-C₆₀ and N₂-C₆₀ solutions.

В інтервалі температур 2,5-23 К виконано дилатометричні дослідження орієнтаційних стекол С₆₀ з заповненням молекулами газових домішок октаедричних порожнин гратки фулериту. У стеклах, що досліджувалися спостерігалося у температурному інтервалі 4-6 К фазове перетворення першого роду, яке підтверджується гістерезисом теплового розширення, присутністю максимумів на температурних залежностях коефіцієнта лінійного теплового розширення та часу термалізації τ₁ зразків. Зіставлення поведінки властивостей розчинів СО-С₆₀ та N₂-C₆₀ дозволило встановити вплив нецентральної взаємодії молекул домішок з молекулами С₆₀ на теплове розширення стекол, що досліджувалися та фазове перетворення в них.

В интервале температур 2,5-23 К выполнены дилатометрические исследования ориентационных стекол С₆₀ с заполнением молекулами газовых примесей октаэдрических междоузлий решетки фуллерита. В температурном интервале 4-6 К в исследованных стеклах наблюдалось фазовое превращение первого рода, подтверждаемое гистерезисом теплового расширения, присутствием максимумов на температурных зависимостях коэффициента линейного теплового расширения и времени термализации τ₁ образцов. Сопоставление поведения свойств растворов СО-С₆₀ и N₂-C₆₀ позволило установить влияние нецентрального взаимодействия молекул примесей с молекулами С₆₀ на тепловое расширение изученных стекол и фазовое превращение в них.