Etude théorique des alternances pair-impair dans les propriétés des amas Cn, C+n et C- n linéaires

Abstract

Nous étudions les amas de carbone linéaires Cn, C +n, C-n (n ≤ 7). Nous analysons d'abord la stabilité et l'énergie d'ionisation des C n. Dans cette dernière étude il apparaît qu'il faut aller au-delà du modèle « à un électron » de Pitzer et Clementi pour rendre compte des résultats expérimentaux (pas d'alternance des énergies d'ionisation avec n). L'introduction des corrélations diélectroniques est faite à l'aide de la méthode de Gutzviller étendue aux petits amas, technique décrite dans d'autres travaux. Nous montrons aussi que, dans le cas de C3, il faut envisager l'ionisation d'un niveau σ et non π comme pour les autres Cn. En tenant compte de ces nouveaux éléments le calcul des stabilités de Cn, C+n et C-n est effectué ; l'accord avec les résultats expérimentaux, obtenus par sublimation (Cn, n impairs plus stables) par source à étincelle (C+n, n impairs plus abondants) et par émission ionique secondaire (C -n , n pairs plus abondants), est satisfaisant. Pour montrer comment, en émission ionique (et aussi par source à étincelle car les deux techniques donnent en général les mêmes résultats), la stabilité d'une espèce donnée est reliée à son intensité d'émission nous discutons les mécanismes d'émission. Nous montrons en particulier que la charge positive de bout de chaîne qui apparaît sur les Cn avec n impair peut être importante pour favoriser la création d'ion C-n avec n pair