Ｃ_（６０）的产生与石墨晶面的关联（Ｉ）谢兆雄，刘朝阳，林逢辰，王春儒，郑兰荪（厦门大学化学系固体表面物理化学国家重点实验室厦门，３６１００５）关键词Ｃ_（６０），激光溅射，石墨晶面Ｓｍａｌｌａｙ等［１］曾以激光在超声分子束喷口的喉道处蒸发石墨得到了Ｃ..

刘朝阳

林逢辰

王春儒

谢兆雄

郑兰荪

Xiamen University Institutional Repository

     年  月高 等 学 校 化 学 学 报            !          !               研究快报〕  的产生与石墨晶面的关联 ’   谢兆雄 刘朝 阳 林途辰 王春儒 郑兰荪固体表面物理化学国家重 点实验室 、 厦门大学 化学 系 , 厦门   。。关健词  。 , 激光溅射 , 石墨 晶面    等川曾以激光在超声分子束喷口 的喉道处蒸发石墨得到了   。 , 并且发现在石墨附近的氦气密度越高 ,  。在激光产生的碳原子簇中的相对 丰度就越大  我 们在研究中发现 ,以脉冲激光光束在高真空中直接溅射石墨也同样可产生   。及其它球烯分 子  , 甚至以激光溅射煤等无定形碳及多种芳香族有机物时也能产生丰富的球烯离子 , 只是成簇原子数接近  。二倍的球烯离子丰度更高些 「  为研究  。究竟是产生于单个碳原子或碎片基团 , 还是由六元环平面在断键 、 解离形成  个五元环后翻转而成 , 我们设计了激光溅射实验以探求其形成机理 实验 装置见文献川 , 溅射样品的激光功率密度一 沪     , 波长      实验在     一 ‘  的真空度下进行 , 实验过程中未引入气源  图  的飞行时间质谱产生于高序热解石墨     , 可近似认为是单晶石墨 , 解离面为     晶面  实验时该晶面垂直于入射激光束  从图  可以看出 ,  。的谱峰极为突出 , 其次为    从图  中出现的其它质量低于   。的球烯离子信号强度分布看 , 该谱图主要由  。及   解离而成 , 质量高于   。的球烯离子信号强度均很低 , 而质量低于   , 的碳原子簇正离子则完全观察不到  为明确石墨晶面与产生  。的关系 , 我 们将该石墨 侧向放置 , 使其     晶面平行于入射激光束  这时在实验记录的质谱中完全观察不到   。及其它球烯离子 , 即使经过长时间的激光溅射 , 情形仍无变化 由上述实验结果不难看 出 ,   。的产生与石墨样品的晶面及其取向密切相关  为验证这一点 , 我们对普通石墨样品进行 了激 光溅射 , 发现由于其晶面取向是无序的 , 其中必然只有很少一部分晶面垂直于入射激光光束 , 而绝大部分晶面则与激光束有不同程度的夹角  由此所产生的碳原子簇离子的分布情形见图   由图  可见 , 各种大小不同的碳原子簇几乎均可观察到 , 森及 九的峰高在球烯离子 中虽相对较高 , 但远不如图  中那样突出 可以想象 , 若以其它不具有六元环的单质碳为样品 , 应无  。。及其它球烯产生  玻璃态碳的构型介于石墨与金刚石之间 , 其微晶相呈螺旋条带状 , 且互相缠结 , 在其激光溅射的碳原子族谱中 , 果然未观察到  森及其它高质量的 户上述一系列实验为  ‘。的形成机制提供了有力的证据 , 即  。及其它具有封闭球状结构的碳原子簇 主要 由石墨的六元环平面翻卷 而成 其间 伴随着键断裂 、 重组与若干碳原子的解收稿 日期     一  一  联 系人  郑 兰荪  第一作者  谢兆雄 , 男 ,   岁 , 讲师 , 国家 自然科学基 金优秀中青年科学人才专项基 金资助课题 才广                       拜                     尸                     才                                         才            !       离   其它含有六元芳环的有机物也有可能形成球烯分子 , 但倾向于形成较大的球烯 , 且很可能具有“洋葱形 ”或管状的结构 参 考 文 献        ,          尸           ,    ,          ! ∀ #   一  郑 兰荪  ,      一   李 文 莹  ,          一  黄 荣彬       ,         化学 通 报  ,    ,    ,           一  黄 荣 彬  ,       一    刘 朝阳  ,        一、,  郑 兰 荪  ,        、              ,     应 用化学  ,     ,          ! ∀ 一an 一s 、.n ( 郑兰荪 ) , H u A N G R o n g 一 B i n (黄荣彬 ) , 1 1 W e n 一 Y i n g (李文莹 ) 尸t a l . ; C h l n e s e J o t l r n a l o f C h e m i e a lP h 丫s ie s (化学物理学报 ) , 1 9 9 2 , 5 ( 5 ) : 3 6 9T heRelat io n sh i P Bet we e nt heFo rmat io n of C6 。a n d t h e L a t t i c e P l a n e o f G r a P h i t e ( I )X I E Z h a o 一 X i o n g , L I U Z h a o 一 Y a n g , L I N F e n g 一 C h e n , W A N G C h u n一R u,Z H E N G La n一S u n‘( S ta t e K 勺 加bo rato勺 Of s olid s , ‘刁云〔。 P h 〕, 、;‘二I Ch ￡n , i s r卿 ,D〔沪art 。 , e n tofC hem is t即 , X ; a n , e n 乙Jn , t e r , 一r 夕 , X ; a n : e n , 3 6 1 0 0 5 )A bs t r a e tT ll eh i g ho rie n t ed py r oly t iegr a ph it e( H O P G ) ind i f fe r e n t o r ie n t a t io n s,gr ap h it e,gr a s s y e arbo nwe r e ab la t ed by puls ed la s e rinh i g ll v a e u um,a ndt heirpr odu e t swe r e r e e o rdedi, : sit z‘ b y m a s s s p e e t r o m e t r y.T h e ( 0 0 0 1 ) p l a n e o f H O P G y ie l d e d m a in l y C 6 。 a n d C 7 。 io n s.H o w ev e r , thep la n e v e r r ie alt o( 0 0 0 1 ) p la n e of H O P G Pr odu e edn oful le r e n e e,5 0d i d gr a s s ye a rbo n.T hepr odu e t sfr omgr a p h i te e o n t a in ed d i f fe r e n tsiz e s ofe a rbo n elu s t erin elud ing C6 。a n d o t h e r f u l l e r e n e e s.T h e s e r e s u l t s s h o w t h a t t h e f o r m a t i o n o f C6 。 1 5 e l o s e l y r e l a t e d t o t h el a t t ie e p la n e o f gr a p l l i t e.K e y w o r d s C 6 。,La s e r ab la t io n,Gr ap h it ela t t ie e pla n e( E d.:Y,X )7 5 9

C_（60）的产生与石墨晶面的关联（I）

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