Рамановское рассеяние в неполимеризованной и фотополимеризованных С₆₀ пленках при 5 К

Abstract

Исследованы спектры рамановского рассеяния света в неполимеризованной и фотополимеризован ных (с различной степенью полимеризации) пленках С₆₀ при 5 К в интервале частот 250–1590 см⁻¹. Для неполимеризованной пленки обнаружено расщепление линий, соответствующих Ag и Hg колеба тельным модам свободной молекулы C₆₀, которое возникает за счет кристаллического поля низкотем пературной фазы. В рамановских спектрах фотополимеризованной пленки фуллерена при низких тем пературах отчетливо наблюдаются линии, соответствующие Ag(2)-колебаниям мономеров, димеров и линейных цепочек. На основе анализа спектров фотополимеризованных пленок с различной степенью полимеризации (~45, ~85, ~95%) была прослежена эволюция спектра в области частот внутримолекулярных мод фуллерена при варьировании степени полимеризации. Показано, что в пленках с высокой степенью фотополимеризации (~85, ~95%) преобладают линейные цепочки полимеров, а в пленке с меньшей полимеризацией (~45%) преобладают димеры. При возрастании степени полимеризации об наружено значительное увеличение частоты (~2,8 см⁻¹) линии, соответствующей Ag(2)-моде мономера фуллерена, которое обусловлено изменением его окружения при переходе от неполимеризованной к фотополимеризованной пленке. При этом для линий, соответствующих фотополимеру фуллерена, по добное смещение не наблюдалось.

Досліджено спектри раманівського розсіяння світла в неполімеризованій та фотополімеризованих (з різним ступенем полімеризації) плівках С₆₀ при 5 К в інтервалі частот 250–1590 см⁻¹. Для неполімеризованої плівки виявлено розщеплення ліній, які відповідають Аg та Нg коливальним модам вільної молекули С₆₀, що виникає за рахунок кристалічного поля низькотемпературної фази. В раманівських спектрах фотополімеризованої плівки фулерена при низьких температурах чітко спостерігаються лінії, які відповідають Аg(2)-коливанням мономерів, димерів та лінійних ланцюжків. На основі аналізу спектрів фотополімеризованих плівок з різним ступенем полімеризації (~45, ~85, ~95%) простежено еволюцію спектра в області частот внутрішньомолекулярних мод фулерена при варіюванні ступеня полімеризації. Показано, що в плівках з високим ступенем фотополімеризації (~85, ~95%) переважають лінійні ланцюжки полімерів, а в плівці з меншою полімеризацією (~45%) переважають димери. При зростанні ступеня полімеризації виявлено значне збільшення частоти (~2,8см⁻¹) лінії, яка відповідає Аg(2)-моді мономера фулерена, що обумовлено зміною його оточення при переході від неполімеризованої до фотополімеризованої плівки. При цьому для ліній, що відповідають фотополімеру фулерена, подібний зсув не спостерігався.

The Raman spectra of nonpolymerized and photopolymerized fullerene films (of various polymerization degree) have been studied at 5 K in the 250–1590 cm⁻¹ range. It is found that the Raman spectra of the nonpolymerized film display the splitting of lines corresponding to Ag and Hg vibrational modes of the free C₆₀ molecule which is induced by the crystal filed of the low-temperature phase. As to the photopolymerized fullerene film, its Raman spectra exibit pronounced lines corresponding to Ag(2) vibrations of monomers, dimers and linear chains and this is due to high spectral resolution and low temperature. Based on the analysis of the spectra of photopolymerized films of various polymerization degrees (~45, ~85, ~95%), the spectra evolution in the region of molecular modes of fullerene was studied with varying polymerization degree. It is found that in films of high polymerization degree (~85, ~95%) dominant are polymer linear chains whereas in the film of lower polymerization degree (~45%) dominant are dimers. An inercase of polymerization degree, entails a significant frequency increase (~2.8 cm⁻¹) of Ag(2) mode of the fullerene monomer, induced by changes in its environment upon the transition from nonpolymerization to photopolymerization films. Such a shift has not been observed for the lines corresponding to the fullerene photopolymer.