풀라이드

Fulleride
CsC360 결정 구조

Fulleride는 플라렌 음이온을 함유한 화합물이다.일반 풀리드는 가장 일반적인 플라렌의 유도체, 즉60 C와70 C이다.[C60](n−n = 1, 2...6)와 같이 여러 전하가 가능하고 모든 플라렌을 풀라이드로 변환할 수 있기 때문에 면적의 범위가 크다.접미사 "ide"는 음전하를 띤 성질을 암시합니다.

풀라이드는 다양한 양이온을 가진 유도체로 분리될 수 있습니다.가장 많이 연구된 유도체는 알칼리 금속을 가진 유도체이지만, 풀라이드는 유기 양이온으로 제조되었다.풀라이드는 일반적으로 극성 유기 용제에 녹는 어두운 색상의 고체입니다.

구조 및 본딩

전자구조 계산에 따르면 C의60 LUMO는 t대칭의1u 3중 퇴화궤도이다.사이클릭 볼트메트리 기법을 사용하면 C는60 Fc/Fc 커플링을+ 기준으로 -1V에서 시작하여 6개의 가역적 감소를 겪는 것을 알 수 있습니다.감소는 구조의 미세한 변화만을 야기하고 많은 파생상품들은 이러한 효과를 흐리게 하는 무질서를 보인다.많은 풀리드는 얀-텔러 왜곡의 대상이 됩니다.예를 들어 [PPN]2C와60 같이 구조가 고순서이며 일부 C-C 결합의 약간의 신장(pm 10)이 [1]관찰된다.

준비

Fulleride는 다양한 방법으로 준비되었습니다.

  • 알칼리 금속으로 처리하여 알칼리 금속을 풀라이드로 만든다.
C60 + 2 K → KC260
  • 코발트세 및 테트라키지메틸아미노에틸렌과 같은 적절한 유기 및 유기 금속 환원제로 처리한다.
  • 알칼리 금속 풀라이드를 양이온 메타세시스(catation metatesis)로 할 수 있다.이러한 방법으로 (비스(트리페닐포스핀) 이미늄(PN+) 소금이 준비되었습니다. 예: [PPN60]2[1]C:
KC260 + 2 [ PPN ]Cl → [ PPN 2]C60 + 2 KCl

풀라이드염([K(crypt-222)])+2[C60]2− 소금은 [2.2.2] 암호화제의 존재 하에서 C를 금속칼륨으로 처리하여60 합성한다.

알칼리 금속 유도체

풀라이드염의 임계온도(Tc)
M3C60 Tc(K)
Na3C60 (비전도성)
K3C60 18
Rb3C60 28
Cs3C60 40

C의603− 알칼리 금속(Na+, K+, Rb+, Cs+) 유도체는 금속 거동과 같은 클러스터 간 상호작용으로 인한 물리적 특성을 보이기 때문에 특히 주의를 기울여 왔다.이와는 대조적으로, C에서60 개별 분자는 약하게, 즉 기본적으로 겹치지 않는 띠와만 상호작용한다.이러한 알칼리 금속 유도체는 때때로 금속이 C 격자로의60 인터칼레이션에 의해 발생하는 것으로 간주됩니다.또는 이들 재료는 n도프 [2]플라렌으로 간주된다.

이 트리아이온의 알칼리 금속염은 초전도입니다.MC(M = Na, K, Rb)에서360 M 이온은+ 거의60 구형 C 음이온으로 이루어진 ccp 격자로 이루어진 격자에서 간극 구멍을 차지한다.CsC에서는360 케이지가 BCC 격자로 배치되어 있다.

1991년에는 칼륨 도프60 C가 18K(-255°[3]C)에서 초전도 상태가 된다는 것이 밝혀졌다.이것은 분자 초전도체로는 가장 높은 전이 온도였다.그 이후로, 초전도성은 다양한 다른 알칼리 [4][5]금속과 도핑된 플라렌에서 보고되었다.알칼리 금속 도프 플라렌의 초전도 전이 온도는 단위 셀 부피 [6][7]V에 따라 증가하는 것으로 나타났습니다.Cs는 가장 큰 알칼리 이온이기 때문에+ 세슘 도프 플라렌은 이 과에서 중요한 물질이다.38K(-235°C)에서의 초전도도는 벌크360 [8]CsC에서 보고된 바 있으나 압력이 가해졌을 때만 보고된다.CsRbC의 경우 주변 압력에서 가장 높은 초전도 전이 온도인 33K(-240°C260)[9]가 보고된다.

단위 셀 부피의 전이 온도 증가는 C 고체 초전도 BCS 메커니즘의 증거로 여겨져60 왔다. 왜냐하면60 C 간 분리는 페르미 레벨의 상태 밀도 증가와 관련이 있을 수 있기 때문이다F.따라서 C의60 원자가가 변하지 않은 상태에서 중성 분자를 AC 격자로360 인터클레이션하여 C의 원자가를 증가시키는 등 인터플루렌 분리를 증가시키기 위한 노력이 이루어지고 있다.그러나 이 암모니아화 기술은 플라렌 인터칼레이션 화합물의 새로운 양상인 Mott 전이 및 C 분자의60 방향/궤도 순서와 자기 [10]구조 사이의 상관관계를 밝혀냈다.

T밴드가1u 부분적으로만 [11]채워져 있어도 4배 감소된 재료, 즉 화학량계460 AC를 가진 재료는 절연되어 있다.이러한 명백한 이상은 높은 대칭성 분자의 자발적 변형이 전자 에너지를 얻기 위해 퇴화 수준의 분열을 유도하는 얀-텔러 효과로 설명될 수 있다.Jahn-Teller형 전자-포논 상호작용은 C 고체에서 특정60 원자가 [10]상태에 대한 밴드 그림을 파괴할 정도로 강력하다.

협대역 또는 강한 상관관계가 있는 전자시스템과 퇴화된 지면상태는 풀라이드 고형물에서의 초전도 설명에 관련된다.전자간 반발 U가 대역폭보다 클 경우 절연 국부 전자 접지 상태가 단순 Mott-Hubbard 모델에서 생성된다.이것은 세슘 도프된60 C [8]고체에서 주변 압력에서의 초전도 부재를 설명한다.t1u 전자의 전자 상관 구동식 국부화는 임계값을 초과하여 Mott 절연체로 이어집니다.고압을 가하면 풀레렌 간 간격이 줄어들기 때문에 세슘 도프된60 C 고형물은 금속 및 초전도 상태로 변합니다.

C 고체 초전도에 대한60 완전히 개발된 이론은 없지만, 강한 전자 상관과 얀-텔러 전자-폰 결합이[12] 절연체-금속 [13]전이에 가까운 높은 전이 온도를 나타내는 국소 전자 쌍을 만든다는 것은 널리 받아들여지고 있다.

레퍼런스

  1. ^ a b Reed, Christopher A.; Bolskar, Robert D. (2000). "Discrete Fulleride Anions and Fullerenium Cations" (PDF). Chemical Reviews. 100 (3): 1075–1120. doi:10.1021/cr980017o.{{cite journal}}: CS1 maint: 작성자 파라미터 사용(링크)
  2. ^ Gunnarsson, O. (1997). "Superconductivity in fullerides". Reviews of Modern Physics. 69 (2): 575–606. arXiv:cond-mat/9611150. Bibcode:1997RvMP...69..575G. doi:10.1103/RevModPhys.69.575.
  3. ^ Hebard, A. F.; Rosseinsky, M. J.; Haddon, R. C.; Murphy, D. W.; Glarum, S. H.; Palstra, T. T. M.; Ramirez, A. P.; Kortan, A. R. (1991). "Superconductivity at 18 K in potassium-doped C60" (PDF). Nature. 350 (6319): 600–601. Bibcode:1991Natur.350..600H. doi:10.1038/350600a0. hdl:11370/3709b8a7-6fc1-4b32-8842-ce9b5355b5e4.
  4. ^ Rosseinsky, M.; Ramirez, A.; Glarum, S.; Murphy, D.; Haddon, R.; Hebard, A.; Palstra, T.; Kortan, A.; Zahurak, S.; Makhija, A. (1991). "Superconductivity at 28 K in RbxC60" (PDF). Physical Review Letters. 66 (21): 2830–2832. Bibcode:1991PhRvL..66.2830R. doi:10.1103/PhysRevLett.66.2830. PMID 10043627.
  5. ^ Chen, C.-C.; Kelty, S. P.; Lieber, C. M. (1991). "(RbxK1−x)3C60 Superconductors: Formation of a Continuous Series of Solid Solutions". Science. 253 (5022): 886–8. Bibcode:1991Sci...253..886C. doi:10.1126/science.253.5022.886. PMID 17751824.
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  10. ^ a b Iwasa, Y; Takenobu, T (2003). "Superconductivity, Mott Hubbard states, and molecular orbital order in intercalated fullerides". Journal of Physics: Condensed Matter. 15 (13): R495. Bibcode:2003JPCM...15R.495I. doi:10.1088/0953-8984/15/13/202.
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  13. ^ Capone, M.; Fabrizio, M; Castellani, C; Tosatti, E (2002). "Strongly Correlated Superconductivity". Science. 296 (5577): 2364–6. arXiv:cond-mat/0207058. Bibcode:2002Sci...296.2364C. doi:10.1126/science.1071122. PMID 12089436.

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