Фуллери́д ( англ. fulleride ) — интеркалированный фуллерит ; в более широком смысле — соли ( комплексы с переносом заряда ), анионами в которых являются фуллерены .

Описание

Благодаря сравнительно большим размерам молекул фуллеренов, в их твердых фазах, фуллеритах, присутствуют сравнительно большие межмолекулярные пустоты. Так, в фуллерите C ₆₀ присутствуют одна октаэдрическая и две меньших тетраэдрических пустоты на каждую молекулу. Эти пустоты могут быть заполнены небольшими молекулами или, что гораздо более интересно, атомами металлов. Поскольку межмолекулярные связи в фуллерите достаточно слабы, могут быть достигнуты достаточно высокие степени интеркаляции, при которых изначальная решётка молекул C ₆₀ раздвигается под действием внедрённых атомов. Известны фуллериды таких металлов как натрий , калий , цезий , магний , кальций , стронций , барий , иттербий , самарий , европий и др .

Получение фуллеридов может быть основано на непосредственном взаимодействии фуллерита (или растворов фуллеренов) с щелочными металлами , часто — под давлением, электрохимическом допировании фуллеритов, соосаждении испаряемых металла и фуллерена из газовой фазы и т. п. Затем, для получения равновесных фаз, могут быть применены различные режимы температурной обработки (отжига) .

Вследствие высокого сродства к электрону фуллеренов, их молекулы присутствуют в фуллеридах в виде отрицательных ионов . При низких степенях интеркалирования, атомы металлов находятся в индивидуальных пустотах в виде катионов , тогда как при более высоких степенях интеркалирования они могут образовывать положительно заряженные кластеры . В зависимости от стехиометрии , фуллериды могут образовывать как проводящие , так и диэлектрические фазы, причем может происходит частичная полимеризация молекул фуллерена. В монослоях фуллеридов при определенных стехиометриях наблюдались интересные эффекты упорядочения ориентаций молекул фуллеренов. Однако основной интерес к фуллеридам связан с наличием у них сверхпроводимости . Впервые сверхпроводимость была обнаружена у K ₃ C ₆₀ , температура перехода в сверхпроводящее состояние у него составляет 19 К. На сегодня максимальная температура T _c для фуллеридов при нормальном давлении составляет 33 К для Cs ₂ RbC ₆₀ , а для Cs ₃ C ₆₀ при давлении 15 кбар достигает 40 К .

Другим интересным классом фуллеридов являются соли фуллеренов с органическими донорами электронов, такими, как тетракис(диметиламино) этилен (ТДАЭ) или металлоцены. Такие соединения являются при температурах до ~20 К мягкими органическими ферромагнетиками .

Примечания

Литература

• The Encyclopedia of Materials Science and Technology / Ed. by K. H. J. Buschow, R.W. Cahn, M. C. Flemings et al. — Elsevier Ltd, 2007. — www1.elsevier.com/emsat/