И. В. ДАВЫДОВ
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
МОДЕЛИРОВАНИЕ КЛАСТЕРНЫХ МОЛЕКУЛ
НА ОСНОВЕ ФУЛЛЕРЕНА С20
Представлены результаты расчета энергий связи различных изомеров димера фуллерена С20 методом сильной связи.
Самым маленьким из экспериментально наблюдавшихся на сегодняшний день “трехмерных” кластеров углерода является кластер С20 [1]. Он представляет собой наименьший из фуллеренов – сферообразных структур, на “поверхности” которых атомы углерода расположены в вершинах пятиугольников или шестиугольников. В фуллерене С20 присутствуют только пятиугольники. Большой интерес представляет собой гипотетическое кластерное вещество на основе фуллерена С20.
В настоящей работе исследованы различные возможные изомеры кластерных молек из которых совпадают с найденными в работе [2], а 2 других – нет. Три изомера, обладающие наименьшей энергией представлены на рис. 1.
В данной работе используется метод сильной связи с межатомным потенциалом, предложенным в [3]. Энергии связи атомов в кластерной молекуле вычислялись по формуле: 
Где 
– энергия кластерной молекулы, а 
– энергия одиночного атома углерода.
Мы получили следующие значения энергий связи в расчете на атом и длин связей для конфигураций представленных на рис. 1: Еb = = – 6.16 эВ/атом, R = 1.58 
– конфигурация “А”, Еb = – 6.20 эВ/атом, R = = 1.35 
– “В” и Еb = – 6.14 эВ/атом, R = 1.51 – “C”. Также нами были определены величины энергетических барьеров препятствующих распаду молекул на отдельные кластеры С20. Для этого была проведена релаксация молекул при различных фиксированных расстояниях между фуллеренами. При этом для каждого расстояния рассчитывалась энергия связи молекулы.
Работа поддержана ФЦП «Интеграция», проект № Б0049.
А
В
С
Рис.1. Изомеры кластерных молекул на основе фуллерена С20, обладающие наименьшей энергией связи
Список литературы
1. Prinzbach H., Weller A., Landenberger P., Wahl F., Worth J., Scott L. T., Gelmont M., Olevano D., B. von Issendorff // Nature.2000. V.407. N. 6800. P.60.
2. Choi C. H., Lee H.. Chem. // Phys. Lett. 2002. V.359. P.446-452.
3. Xu C. H., Wang C. Z., Chan C. T., Ho K. M. // J. Phys.:Condens. Matter. 1992. V.4. N.28. P.6047.
