Sihirli clusterler (kümeler), belirlenmiş
(‘sihirli’) boyutlarda clusterlerdir; özel yapısından dolayı, diğer boyutlardaki
kümelerle karşılaştırıldığında daha yüksek kararlılığa sahiptir.
Tipik olarak, kümelenmelerin oluşumu (örneğin
gaz fazı yoğunlaştırması ile) farklı boyutlarda clusterlerin oluşumuna yol açan
stokastik bir prosestir (olasılık teorisinde stokastik veya rastgele proses,
rastgele değişkenlerin toplamı olarak tanımlanan matemetiksel bir objedir).
Cluster boyutu genellikle, doğrusal boyutlardan ziyade, kümeyi oluşturan atomların
sayısını belirtir. Cluster boyutları, birkaç atomdan yüzlerce atoma kadar
değişir ve oluşan cluster topluluğu, genellikle oldukça geniş bir boyut dağılımı
ile karakterize edilir.
Bazı sistemlerde, bazı belirli boyuttaki
clusterler yüksek kararlılığa sahiptir ve sonuç olarak, bu clusterlerin sayısı
diğer boyutlardakinden çok daha fazladır. Bu tip clusterlere sihirli clusterler
denir; içerdikleri atom sayısı rastgele olmayıp, tam olarak sihirli bir sayıya
eşittir. Sihirli kümelere klasik bir örneği C60, C70, C84
gibi fullerenler ailesidir (Şekil).
Kütle spektrometresi metodu, cluster bileşikleri incelemede yaygın
olarak kullanılan bir yöntemdir.
Grafitin
lazerle buharlaştırılmasıyla üretilen karbon clusterlerin kütle spektrumu; yüksek
şiddetteki pik fulleren C60 molekülerini, şiddeti düşük pik C70
moleküllerini gösterir
