Az 1985-ben felfedezett negyedik szénmódosulat, a fullerének kémiájának a szilárdtestfizika szempontjából különösen érdekes területét alkotják a C₆₀ molekulákból felépülő polimerek. A semleges C₆₀ fény[1] vagy nyomás[2] hatására különböző, egy- vagy kétdimenziós szerkezeteket alkothat, de még ezeknél is változatosabb effektusok jelentkeznek az alkálifémek fullerid sóiban. Az AC₆₀ összetételű (A=Rb,K,Na) sók fázisdiagramja[3] rendkívül gazdag: a hőmérséklettől és a hőkezeléstől függően az anionokból kialakulhatnak dimerek, egydimenzós polimer láncok, és változatos kation-anion elrendezésű, monomerekből álló fázisok, ezek pedig a fizikai tulajdonságok széles skáláját eredményezik: egydimenziós fém, háromdimenziós fém, szigetelő, spinsűrűség-hullám- és szupravezető állapot egyaránt előfordul. A nemrégiben felfedezett Na₄C₆₀ [4] pedig újabb, az összes eddigitől eltérő kétdimenziós rétegeket tartalmaz.

A rezgési (infravörös, Raman) es optikai spektroszkópia ideális módszer a fullerének és fulleridsók szimmetriájában és elektronszerkezetében bekövetkező változások tanulmányozására. A szimmetriacsökkenés a rezgési szerkezetet nagymértékben megváltoztatja, tehát a spektrumból következtetni lehet a labdák geometriájára, a torzulás mértékére. Mivel pedig az egyes fázisok spektrumaik alapján azonosíthatók, a fázisátalakulások kinetikájának követése is lehetővé válik.

Az előadásban elóször átekintést adunk az eddig ismert polimerszerkezetekről és rendszerezzük őket a szimmetria és a labdán található töltés szerint. Ezután összehasonlítjuk a szimmetriacsökkenés, illetve a töltések és a belőlük kialakuló kollektív elektronrendszer jellege alapján várt spektrális változásokat a kísérleti eredményekkel [5]. Végül a RbC₆₀ fázisátalakulásainak példáján szemléltetjük a spektroszkópia kinetikai alkalmazását [6].

Hivatkozások:

[1] A.M. Rao, P. Zhou, K.-A. Wang, G.T. Hager, J.M. Holden, Y. Wang, W.-T. Lee, X.-X. Bi, P.C. Eklund, D.S. Cornett, M.A. Duncan, I.J. Amster, Science 259, 955 (1993).

[2] Y. Iwasa, T. Arima, R.M. Fleming, T. Siegrist, O. Zhou, R.C. Haddon, L.J. Rothberg, K.B. Lyons,H.L. Carter Jr., A.F. Hebard, R. Tycko, G. Dabbagh, J.J. Krajewski, G.A. Thomas, T. Yagi, Science 254, 1570 (1994).

[3] S. Pekker, A. Jánossy, L. Mihály, O. Chauvet, M. Carrard, L. Forró, Science 265, 1077 (1994).

[4] G. Oszlányi, G. Baumgartner, G. Faigel, L. Forró, Phys. Rev. Lett. 78, 4438 (1997).

[5] K. Kamarás, Y. Iwasa, L. Forró, Phys. Rev. B 55, 10999 (1997).

[6] K. Kamarás, L. Gránásy, D.B. Tanner, L. Forró, Phys. Rev. B 52, 11488 (1995).