Магические кластеры

Магические кластеры (англ. magic clusters) — кластеры определённых («магических») размеров, которые благодаря своей специфической структуре обладают повышенной стабильностью по сравнению с кластерами других размеров.

Масс-спектр углеродных кластеров, полученных при лазерном испарении графита. Основной пик соответствует молекулам фуллерена C₆₀, менее интенсивный пик — C₇₀ ( см. текст)

Описание

Как правило, формирование кластеров (например, при конденсации из газовой фазы) — это стохастический процесс, в результате которого формируются кластеры разного размера. Под размером кластера принято понимать, скорее, число атомов, образующих кластер, чем его линейные размеры. Кластеры могут иметь размеры от единиц до сотен атомов, а формирующийся ансамбль кластеров обычно характеризуется достаточно широким распределением по размерам.

В некоторых системах кластеры, имеющие особые размеры, обладают повышенной стабильностью, в результате чего таких кластеров формируется существенно больше, чем кластеров других размеров. Такие кластеры часто называют магическими, так как число атомов в них не произвольное, а точно равно некоторому «магическому» числу. Классическим примером магических кластеров может служить семейство фуллеренов, включающее C₆₀ C₇₀, C₈₄ (см. рисунок). Для изучения кластерных соединений широко используется метод масс-спектрометрии.

Литература

• Оура К., Лифшиц В. Г., Саранин А. А. и др.: Введение в физику поверхности / Под ред. В. И. Сергиенко. — М.: Наука, 2006. — 490 с.  (рус.)
• Wang Y. L., Saranin A. A., Zotov A. V. et al.: Random and ordered arrays of surface magic clusters // International Reviews in Physical Chemistry. 2008. V. 27, № 2. P. 317—360.  (англ.)
• Kroto H. W., Heath J. R., O’Brien S. C. et al.: C₆₀: Buckminsterfullerene // Nature. 1985. V. 318. P. 162—163.  (англ.)