Относительная стабильность различных фуллеренов, образующихся в плазме

Abstract

Предложен метод, объясняющий относительную стабильность наноструктур, образующихся при плазменно-химическом синтезе. Метод основан на вычислении вероятности развала моле- кулы. Данная вероятность определялась по вероятностям разрыва среди всех химических свя- зей молекулы при растяжении их до критической величины благодаря тепловым колебаниям. Для этого, путем вычисления собственных частот и векторов всех колебаний и предполагая некореллированность фаз всех колебаний, определялась вероятность развала каждой химической связи. Выбор максимальной вероятности, соответствующей разрыву самой слабой связи, опре- делял вероятность разрушения молекулы при данной температуре. Применяя данный метод для некоторых фуллеренов и углеродных нанотрубок, показано, что он дает качественное согласие с экспериментальными данными. Благодаря общей формулировке метода, можно ожидать, что он может использоваться и для объяснения образования других наноструктур.

A method explaining the relative yield of nanostructures during the plasma chemical synthesis is proposed. The method is based on calculation of probability of molecule destruction. This probability is considered as the maximal probability among all chemical bonds in the molecule to stretch upon the critical distance due to molecule thermal vibrations. By calculations of vibration eigenfrequencies and eigenvectors and suppose that all vibrations are independent and their phases are random, it is possible to calculate the probability of every bond destruction. Choosing the maximal one, corresponding the weakest bond destroying, it is possible to calculate probability of the molecule destroying. Using this method for yield of some fullerenes and single wall carbon nanotubes, it is shown that it can qualitatively explain the data of experimental yield. Because of general treatment of the method, one can expect that this method can provide an explanation of other nanostructures yield.