Сообщается о результатах исследования структурного фазового перехода в кластерах ультрадисперсного алмаза (УДА), полученного методом детонационного синтеза. Фазовый переход осуществлялся при отжиге в атмосфере водорода. Исследовались образцы двух типов, так называемого "сухого" и "водного" синтеза, отличающиеся скоростью охлаждения продуктов детонации и, соответственно, структурой оболочки алмазного нанокластера. Показано, что вне зависимости от типа синтеза в диапазоне температур отжига 450-750oC возрастает относительное содержание алмазной (sp3)-фазы, и это возрастание более существенно в образцах, полученных "сухим" синтезом. Обсуждается модель, объясняющая наблюдаемые процессы структурных превращений. Выдвигается предположение о возможности компактации кластеров УДА в объемные монокристаллы. Работа выполнена при поддержке Российской программы "Фулерены и атомные кластеры" (проект "Пленка-2"). Один из авторов (Сиклицкий В.И.) был поддержан РФФИ (проект N 98-07-90336) и Государственной российской программой "Физика твердотельных наноструктур" (проект N 97-0003).
Алексенский А.Е., Байдакова М.В., Вуль А.Я., Дидейкин А.Т., Сиклицкий В.И., Вуль С.П. Влияние водорода на структуру ультрадисперсного алмаза // ФТТ, 2000, том 42, выпуск 8, Стр. 1531

В работе предложен метод расчета энергии деформированных сферических и цилиндрических углеродных кластеров нанометрового размера. Для демонстрации метода рассчитана упругая энергия сферического кластера, деформированного в результате внедрения в него двух типов дефектов --- дисклинации или центра дилатации. Показано, что энергия дефекта в оболочке кластера зависит от кривизны ее поверхности, а также что сферическая форма бездефектной оболочки является устойчивой. Настоящая работа выполнена в рамках научно-технической программы "Фуллерены и атомные кластеры" (проект 98065 "кластер") и при частичной поддержке Российского научного совета "Физика твердотельных наноструктур" (проект 97-3006).
Романов А.Е., Шейнерман А.Г. Энергия деформируемых и дефектных углеродных кластеров // ФТТ, 2000, том 42, выпуск 8, Стр. 1525

Теоретико-групповой анализ и последующий квантово-химический расчет в рамках метода молекулярных орбиталей для циклической модели трехмерного полуметаллического графита приводят к мультиплету из спектроскопических комбинаций детерминантов Слэтера. Переходы Delta E между термами мультиплета интерпретированы как коллективные электронные мезоскопические возбуждения homega во всей совокупности электронных состояний металлической проводимости кластера. Для кластера из N0 примитивных ячеек получена оценка homega~0.2Delta E(N0/1000)2/3. В пиролитическом графите в зависимости от термообработки N0=(0.3-20)·106 соответственно homega~(10-150) eV. В ситуации плохо определенной энергии наиболее перспективными представляются методы, позволяющие варьировать возбуждение в широких пределах: спектроскопия поглощения синхротронного излучения и характеристические потери энергии заряженных частиц. Работа поддержана Российским фондом фундаментальных исследований (проект 98-02-03327).
Моливер С.С. Электронные коллективные возбуждения в кластерах трехмерного графита // ФТТ, 2000, том 42, выпуск 8, Стр. 1518

Проанализированы кривые малоуглового рентгеновского рассеяния от образцов нанопористого углерода npor-C, полученных из поликристаллических alpha-SiC, TiC и Mo2C и монокристалла 6H-SiC. С помощью разработанного алгоритма учтены поправки к экспериментальным кривым на интенсивность первичного пучка, прошедшего через образец, и высоту приемной щели при измерениях. В структуре npor-C выявлены две системы нанокластеров, различающиеся характером упаковки структурных элементов: мелкомасштабные массовые фракталы с размерностью 1
Сморгонская Э.А., Кютт Р.Н., Гордеев С.К., Гречинская А.В., Кукушкина Ю.А., Данишевский А.М. О фрактальном характере структуры нанопористого углерода, полученного из карбидных материалов // ФТТ, 2000, том 42, выпуск 6, Стр. 1141

На основе анализа существующих моделей строения и процессов возникновения сажевых частиц, а также экспериментальных данных по кластерообразованию предлагается новая модель формирования сажевых частиц. Сделан вывод, что однослойные фуллерены, являясь минимально возможными замкнутыми сажевыми частицами, выполняют роль зародышей сажевых частиц большего размера. Последние вырастают путем осаждения углеродных слоев на поверхность фуллеренов с дефектами. Дефекты выступают в роли затравок для возникновения фронта роста слоев. Бездефектные фуллерены в процессе сажеобразования не участвуют из-за термодинамической стабильности вследствие совершенства структуры. Первичные сажевые частицы --- глобулы --- представляют собой многослойные образования с полостью в центре, размер и конфигурация которой соответствует размеру и конфигурации исходного фуллерена-зародыша. Слои в виде концентрических сфероидов, вложенных один в другой, составлены искаженными и дефектными углеродными сетками. Областями когерентного рассеяния рентгеновских лучей являются наиболее плоские участки нескольких внешних слоев сажевых частиц. Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект N 98-03-32684).
Березкин В.И. Фуллерены как зародыши сажевых частиц // ФТТ, 2000, том 42, выпуск 3, Стр. 567

Проведены акустические исследования процессов кристаллизации и плавления галлия, введенного в опалоподобную матрицу. Обнаружены гистерезисные зависимости скорости и поглощения продольных ультразвуковых волн при фазовых переходах в alpha- и beta-модификациях. Показано, что акустические методы не регистрируют плавление и кристаллизацию в тетрагональной фазе галлия, образующейся в условиях ограниченной геометрии. Получены экспериментальные факты, свидетельствующие в пользу гетерогенной кристаллизации галлия в порах.
Dereppe J.M., Борисов Б.Ф., Чарная Е.В., Шеляпин А.В., Нассар М.М., Кумзеров Ю.А. Акустические исследования плавления и затвердевания галлия, введенного в матрицу опала // ФТТ, 2000, том 42, выпуск 1, Стр. 184

Представлены результаты исследования наноструктуры пленок a = C : H : Cu методами рентгеновского малоуглового рассеяния, рентгенофазового анализа, просвечивающей электронной микроскопии и спектроскопии в видимой и ультрафиолетовой областях. Установлено, что введение 9--16 at.% Cu не только декорирует исходные углеродные фрагменты пленок, но и формирует достаточно протяженные (до 4 mum) образования из вытянутых в линию эллипсов, декорированных медью. При концентрациях меди 14-16 at.% Cu эти линейные кластеры представляют собой медные нанотрубки, сердцевина которых состоит из исходных вытянутых в линию эллипсов. Именно эти проводящие медные образования являются основной причиной резкого увеличения проводимости при содержании 12-16 at.% Cu в пленках a-C : H.
Василевская Т.Н., Ястребов С.Г., Андреев Н.С., Дроздова И.А., Звонарева Т.К., Филипович В.Н. Структура пленок аморфного гидрированного углерода, легированного медью // ФТТ, 1999, том 41, выпуск 11, Стр. 2088

Структура кристаллитов (областей когерентного рассеяния --- ОКР), из которых состоят зерна порошка ультрадисперсных алмазов (УДА), исследовалась методами рентгеноструктурного анализа и дифрактометрии координационных сфер. Установлено, что ОКР имеют средний размер L=(42± 2) Angstrem и представляют собой собственно зерна УДА со структурой алмазной решетки и незначительным содержанием рассеянных по объему совокупностей атомов углерода, не образующих решетку и в основном расположенных на межатомных расстояниях ~ 1.5 Angstrem. По межзеренным границам располагаются совокупности атомов углерода, распределение межатомных расстояний для которых близко к гауссовому, что может свидетельствовать об аморфной структуре пограничных слоев.
Андреев В.Д., Созин Ю.И. Структура ультрадисперсных алмазов // ФТТ, 1999, том 41, выпуск 10, Стр. 1890

В pi-приближении обсуждается электронное строение C--BN-нанотруб. Исследованы два типа таких структур с топологией (n,0)-тубуленов: 1) полубесконечные C--BN- и C-нанотрубы; 2) C--BN-нанотрубы, состоящие из двух полубесконечных BN-нанотруб, связанных между собой углеродным фрагментом Cmn кольцевой формы. Показано, что в первом случае при определенных условиях могут существовать уровни энергии (таммовские уровни), волновые функции которых локализованы на концевом фрагменте. Во втором случае существуют связанные состояния, локализованные на атомах углеродного фрагмента. Установлено, что если на конце полубесконечной BN-нанотрубы расположен остаточно протяженный кластер углерода цилиндрической формы, то такую систему можно рассматривать как простейшую модель квантовой точки. Аналогичным образом интерпретируются и C--BN-нанотрубы, в которых углеродный фрагмент связывает две полубесконечные BN-нанотрубы. Предложен простой аналитический метод для нахождения таммовских уровней энергии в гетероатомных нанотрубах.
Станкевич И.В., Чернозатонский Л.А. Таммовские состояния и квантовые точки в углеродных и гетероатомных нанотрубах // ФТТ, 1999, том 41, выпуск 8, Стр. 1515

Предпринята попытка расчета оже- и эмиссионных рентгеновских спектров углеродных нанотрубок, выполненного методом FP--LMTO. Расчетные спектры для нанотрубок сопоставлены как с аналогичными спектрами для монослоя графита, являющегося тест-объектом, так и с экспериментальными кривыми для графита. Сделан вывод о применимости оже-характеристического излучения к идентификации углеродных нанотрубок.
Бржезинская М.М., Байтингер Е.М., Кормилец В.И. Оже- и эмиссионные спектры углеродных нанотрубок // ФТТ, 1999, том 41, выпуск 8, Стр. 1511