Studies on high pressure – high temperature synthesis of carbon clathrates *

Badania nad wysokociśnieniowo-wysokotemperaturową syntezą klatratów węglowych

Juliusz Leszczyński, Piotr Klimczyk, Krzysztof Wojciechowski, Andrzej Koleżyński | 27-05-2016

Mechanik nr 05/06/2016 - 5. Międzynarodowa Konferencja IMT 2016

STRESZCZENIE: Przeprowadzono obliczenia ab initio metodą DFT w celu analizy struktury krystalicznej i elektronowej hipotetycznych klatratów węglowych C₄₆, Li₈C₄₆ i Li₈B₆C₄₀. Jednocześnie podjęto próby syntezy klatratów węglowych z fullerenu C₆₀ pod ciśnieniem 8 GPa. W pewnych warunkach otrzymano spolimeryzowaną formę fullerenu – fulleryt.

SŁOWA KLUCZOWE: klatraty węglowe, obliczenia struktury pasmowej, HPHT, fulleren, fulleryt

ABSTRACT: Ab initio DFT calculations were used for theoretical analysis of crystal and electronic structure of C₄₆, Li₈C₄₆ and Li₈B₆C₄₀ carbon clathrates. Simultaneously experimental attempts of carbon clathrates synthesis from fullerene C₆₀ at pressure 8 GPa were made. For a specific conditions polymerized form of fullerene – fullerite was obtained.

KEYWORDS: carbon clathrate, band structure calculations, HPHT synthesis, fullerene, fullerite

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

Christensen M., Johnsen S., Iversen B.B. „Thermoelectric clathrates of type I”. Dalton Transactions. Vol. 39 (2010): pp. 978÷992.
Perottoni A., Jornada J. A. H. „The carbon analogues of type-I silicon clathrates”. J. of Phyics: Condensed Matter. Vol. 13, No. 26 (2001): pp. 5981÷5998.
Wang J.-T., Chen C., Wang D.-S., Mizuseki H., Kawazoe Y. „Phase stability of carbon clathrates at high pressure”. Journal of Applied Physics. Vol. 107, No. 6 (2010): p. 063507.
Connetable D., Blasé X. „Electronic and superconducting properties of silicon and carbon clathrates”. Appl. Surf. Sci. Vol. 226, No. 1÷3 (2004): pp. 289÷297.
Blase X., Gillet P., San Miguel A., Melinon P. „Exceptional Ideal Strength of Carbon Clathrates”. Phys. Rev. Lett. Vol. 92, No. 21 (2004): p. 215505.
Blaha P., Schwarz K., Madsen G.K.H., Kvasnicka D., Luitz J. WIEN2k, An Augmented Plane Wave + Local Orbitals Program for Calculating Crystal Properties. Wien: Karlheinz Schwarz, Techn. Universität Wien, 2001
Koleżyński A., Szczypka W. DOI: 10.1007/s11664-015-4028-6.
Yamanaka S. „Silicon clathrates and carbon analogs: high pressure synthesis, structure, and superconductivity''. Dalton Transactions. Vol. 39 (2010): pp.1901÷1915.