101 вопрос о нанотехнологиях. Нагорнов Ю.С. - 35 стр.

UptoLike

Составители:

Рубрика:

транзистора приводит к изменению его свойств. С уменьшением размеров происходит

переход в наномир, где усиливается роль квантовых эффектов. Электроны перемещаются

по каналу как волны де Бройля, а это уменьшает количество столкновений (актов

рассеяния) и, соответственно, повышает эффективность транзистора, так как

уменьшаются потери энергии, неизбежные при рассеянии электронов.

Третьей аллотропической формой углерода является карбин, открытый в 60-х годах

ХХ века. Карбин представляет линейную структуру, в которой атомы углерода

соединены двойными связями (=С=С=) либо чередующимися одинарными и тройными

связями. Таким образом, структура карбина одномерная. Эти нити могут формировать

углеродные волокна, обладающие большой прочностью и проводящими свойствами.

Карбиновые нити могут замыкаться в кольца.

В 1985 году была открыта ранее неизвестная форма углерода – фуллерены (рис. 20).

Рис. 20. Модель фуллерена

Фуллерен представлял собой новую аллотропическую форму углерода. В фуллерене

каждый атом углерода соединён тремя прочными химическими связями с другими

атомами. Это имеет место и на графеновой плоскости. Однако, в отличие от графена,

фуллерен образует выпуклую, замкнутую поверхность, состоящую из правильных шести

и пятиугольников. По виду он напоминает футбольный мяч. Фуллерен назван в честь

архитектора Б. Фуллерена, который создавал подобные купола у строящихся помещений.

Формы фуллеренов могут быть достаточно разнообразными. В то же время

квантовохимические расчеты показывают, что их построение подчиняется определенным

правилам. Стабильные кластеры углерода имеют вид полиэдров, в которых каждый атом

углерода имеет координационное число 3. Более стабильны карбополиэдры, содержащие

только пяти- и шестичленные циклы. Наиболее исследованной является молекула

фуллерена, которая состоит из 60 атомов и обозначается С

. Структура С

содержит 20

шестиугольников и 12 пятиугольников, причем каждый шестиугольник граничит с 3

пятиугольниками и 3 шестиугольниками, пятиугольники граничат только с

шестиугольниками. Такая структура обеспечивает молекуле C

необычайную

устойчивость. Наличие пятиугольников при построении замкнутых объемных

геометрических фигур обязательно, именно они обеспечивают искривление графитовых