Тонкая структура рентгеновских полос и особенности энергетического распределения валентных электронов в углеродных нанолуковицах

Abstract

Особенности электронной структуры углеродных нанолуковиц исследованы методом ультрамягкой рентгеновской эмиссионной спектроскопии и проанализированы в сравнении с наноалмазами, терморасширенным графитом и фуллеренами. Показано, что электронная структура углеродных нанолуковиц занимает промежуточное положение между электронными структурами графита и фуллерена. Выявлено, что значительный вклад в энергетическое распределение валентных электронов, принадлежащих разорванным связям вырожденных Ср-состояний частичек нанолуковиц, приводит к сужению СKα-полосы эмиссии. Установлено, что расщепление вершины СKα нанолуковиц связано с образованием (π+σ)-подполосы в их валентной зоне за счет перекрытия πpz- и σsр²-орбиталей внутри сферических атомных поверхностей.

Особливості електронної структури вуглецевих оніонів досліджено методом ультрам’якої рентгенівської емісійно ї спектроскопії та проаналізовано порівняно з наноалмазами, терморозширеним графітом і фулеренами. Показано, що електронна структура вуглецевих оніонів має проміжне становище між електронними структурами граф іту й фулерену. Виявлено, що значний внесок в енергетичний розподіл валентних електронів, які належать до розірваних зв’язків вироджених Ср-станів частинок оніонів, призводить до звуження СKα-смуги емісії. Встановлено, що розщеплення вершини СKα оніонів пов’язано з утворенням (π+σ)-підсмуги в їхній валентній зоні за рахунок перекриття πpz- та σsр²-орбіталей усередині сферичних атомних поверхонь.

Electronic structure peculiarities of carbon onions have been investigated by means of the ultrasoft X-ray emission spectroscopy and analyzed in comparison with those of nanodiamond, thermally exfoliated graphite and fullerenes. It has been revealed that the electronic structure of carbon onions takes up an intermediate position between that of graphite and fullerene. It has been revealed that substantial contribution into the energy redistribution of valence electrons in broken bonds of Cp-states of onions particles results in a narrowing of the CKα-emission band. It has been elucidated that top splitting of the onions CKα is connected with formation of the (π+σ)-subband in a valence band owing to the overlapping of πpz- and σsр²-orbitals inside spherical atomic surfaces.