Studio della forma di riga del K3C60 - Dipartimento di Fisica e ...

16 1. Fullerene e Fulleriti
Figura 13: Schema della formazione delle bande nel C60. In particolare a destra, nella figura,
si può vedere che la densità degli stati nella banda formata dagli orbitali HOMO è maggiore
rispetto a quella della banda formata dagli orbitali LUMO.
1.10 Fulleriti Cationiche
Le Fulleriti Cationiche, l’oggetto di questa tesi di dottorato, sono composti di intercalazione
nei quali il C60 assume uno stato di ossidazione positivo, cioè si verifica la formazione di
un carbocatione (vedi paragrafo 2.2) stabile del fullerene. Quest’ultimo è poi stabilizzato
da un anione intercalato nel reticolo cristallino. L’idea di ossidare il fullerene deriva da una
considerazione in parte espressa nel paragrafo precedente: nel paragrafo 1.9 abbiamo visto
che l’intercalazione di NH3 in alcune fulleriti anioniche provoca modificazioni strutturali
(espansione isotropa del reticolo) che si riflettono sulla struttura elettronica del composto.
In particolare l’espansione causa un assottigliamento della banda di conduzione con il conse-
guente aumento della densità degli stati al livello di Fermi, questo provoca un aumento della
TC secondo la relazione riportata in 1.9. Considerando che gli orbitali LUMO del C60 (figura
2), cioè gli orbitali coinvolti nella formazione di fulleriti anioniche, sono tre volte degeneri
mentre gli orbitali HOMO, cioè quelli coinvolti nella formazione di fulleriti cationiche, sono
cinque volte degeneri si capisce immediatamente che agendo su quest’ultimo set di orbitali si
otterrebbe un composto avente la banda di conduzione con una densità degli stati a livello di
Fermi maggiore che in qualsiasi fullerite anionica e quindi probabilmente una TC maggiore.
In figura 13 è riportato lo schema delle bande del C60, a destra della figura si vede chia-
ramente che la densità degli stati della banda derivante dagli orbitali HOMO è maggiore
di quella derivante dagli orbitali LUMO. Per sfruttare, però, questo fenomeno è necessario
che venga mantenuta la simmetria cubica e che tutti i 60 atomi di C della molecola siano
ibridizzati sp 2 . Infatti la perdita della simmetria cubica, al pari della presenza di atomi di C