Структура и параметр решетки тонких пленок C₆₀

Abstract

В интервале температур 300-5К электроннооптическими методами исследована структура и параметр решетки пленок фуллерита C₆₀, сконденсированных в вакууме на поверхность (100) NaCl при температурах подложки 290-400К. Пpи комнатной темпеpатуpе пленки фуллерита имели ГЦК решетку. При изменении температуры конденсации структура пленок изменялась от эпитаксиальной с ориентацией (111) до неориентированной предельно нанодисперсной с размером зерна 4-5нм. Определены кристаллографические условия сопряжения поверхности (100) NaCl и эпитаксиальных пленок фуллерита C₆₀, установлен четырехпозиционный характер их структуры. Температура перехода ГЦК-ПК и наблюдаемая при этом величина скачка параметра решетки пленок близки к аналогичным данным массивного фуллерита. Из температурной зависимости параметра решетки в интервале 100-260К определен средний коэффициент линейного расширения пленок a . Увеличение a при малых толщинах является размерным эффектом, который обусловлен существенным влиянием поверхности. По данным проведенных исследований предложен механизм формирования структуры конденсированных пленок фуллерита C₆₀.

В інтервалі температур 300-5 К електроннооптичними методами досліджено структуру та параметр гратки плівок фулеріту C₆₀, сконденсованих y вакуумі на поверхню (100) NaCl при температурах підкладки 290-400 К. При кімнатній температурі плівки фулеріту мали ГЦК гратку. При зміненні температури конденсації структура плівок змінювалась від епітаксіальної з орієнтацією (111) до неорієнтованої гранично нанодисперсної з розміром зерна 4-5 нм. Визначено кристалографічні умови спряження поверхні (100) NaCl та епітаксіальних плівок фулеріту C₆₀, встановлено чотирьохпозиційний характер їх структури. Температура переходу ГЦК-ПК та величина стрибка параметра гратки плівок, що спостерігається при цьому, близькі до аналогічних даних масивного фулеріту. Із температурної залежності параметра гратки в інтервалі 100-260 К визначено середній коефіцієнт лінійного розширення плівок а. Підвищення а при малих товщинах є розмірним ефектом, який обумовлено істотним впливом поверхні. За даними проведених досліджень запропоновано механізм формування структури конденсованих плівок фулеріту C₆₀.

In the temperature range 300-5 K the structure and the lattice parameter of the C₆₀ films, prepared by evaporation in vacuum on the (100) cleavage surface of NaCl, have been investigated. At room temperature the films had a fee lattice. The structure of the films varied from the epitaxial structure with (111) orientation to a highly disordered nanodisperse one with a grain of 4-5 nm as the condensation temperature was varied. The crystallographic conditions of the conjugation of the (100) surface NaCl and the epitaxial C₆₀ fullerite films and the four-position character of their structure were determined. The linear thermal expansion coefficient a was determined from the temperature dependence in the temperature range 100-260 K. The fcc-sc phase transition and the step value of the film lattice parameter are close to those for a bulk fullerite. The increase of a inversely with the film thickness is a size effect due to the influence of the surface. The data obtained made it possible to propose a structure formation mechanism of the condensed fullerite films C₆₀.