Лаборатория химии и спектроскопии материалов
Заведующий лабораторией Ю. С. Грушко, канд. хим. наук

Первое успешное исследование эндоэдрических металлофуллеренов с помощью эффекта Мёссбауэра.


   Эндоэдрические металлофуллерены, новый класс производных фуллеренов с совершенно необычной молекулярной структурой, привлекают большой интерес исследователей как в чисто научном, так и прикладном аспектах. Молекула эндофуллерена представляет собой замкнутую сетку из химически связанных углеродных атомов с размерами “ячейки”, не допускающими проникновения через неё атомов при обычных условиях, с каким-либо атомом или группой атомов, заключенных внутри такой сетки.

   Кристаллы эндофуллеренов должны обладать широким спектром новых электронных и динамических свойств, связанных с наличием электрических дипольного и квадрупольного и, в общем случае, магнитного моментов молекул и взаимодействием этих моментов как с ротационными и колебательными степенями свободы молекул в кристалле, так и с возможным внутримолекулярным движением атома(ов) “гостя”.

   Эффект Мёссбауэра является мощным инструментом для изучения этих явлений. Однако, первые попытки наблюдения резонансного поглощения гамма-излучения в Gd@C82 на резонансе 86 keV 155Gd показали, что успешное изучение этим методом эндофуллеренов может быть проведено только с мягкими гамма-лучами, т.е. при малой энергии отдачи при испускании/поглощении кванта.

   Для экспериментальной проверки этого в 1999 году нами были впервые синтезированы металлофуллерены диспрозия в количестве, достаточном для изучения c помощью эффекта Мёссбауэра. Проведено успешное измерение спектров резонансного поглощения в Dy@C80 и Dy@C82 на резонансе 25,6 кэВ в 161Dy при температурах 4.2, 9.6 и 78 К. В спектрах наблюдалась типичная картина парамагнитной релаксации, которая характерна только для иона Dy3+. Таким образом показано, что в молекулах имеет место перенос 3-х электронов с атома металла на углеродную сетку. Обнаружена сильная температурная зависимость вероятности эффекта Мёссбауэра в исследованном интервале температур. Из сравнения результатов проведенного нами исследования EXAFS в Dy@C82 следует, что такая температурная зависимость может объясняться только наличием очень мягких решеточных возбуждений, предположительно вращательных или либрационных. Дальнейшие детальные исследования этим методом позволят выяснить температурную зависимость механизма парамагнитной релаксации и вращательной динамики молекул.

На начало страницы


На главную страницу ОНИ