Анотація до роботи:

Бондаренко О.О. Збуджені стани молекул і кластерів аргону та криптону, сформованих у надзвукових струменях. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.14.–теплофізика та молекулярна фізика. – Фізико-техничний інститут низьких температур ім. Б.І.Вєркіна НАН України, Харків, 2002.

Представлено результати дослідження ВУФ спектрів катодолюмінесценції молекул і кластерів аргону та криптону, сформованих у надзвукових струменях. Встановлені процеси утворення і радіаційного розпаду ексимерів в стані в струмені атомного складу. Показано, що в збуджених кластерах утворюються центри ВУФ люмінесценції зразка ексимерів в коливально-релаксованих станах . В збуджених іонних кластерах утворюється чотирьохатомний комплекс: молекулярний іон – ексимерна молекула , радіаційний розпад якої приводить до спостереження раніше невідомих потужних ВУФ континуумів. Встановлено два конкуруючих канали релаксації енергії екситонів в кластерах (однофононний та багатофононний), які зумовлені розмірним квантуванням енергії в середині екситонних зон. Однофононний канал превалює в області розмірів >150-
160 атомів/кластер і закінчується люмінесценцією кластерів. Багатофононний канал переважає, навпаки, в області розмірів <150-160 атомів/кластер і закінчується десорбцією збуджених атомів та молекул з наступним їх ВУФ випромінюванням. Показано, що новий канал десорбції пов’язаний з дисоціацією високозбуджених молекул , які виникають у кластерах при автолокалізації екситонів з високоенергетичної np-зони (n=4 для Ar і n=5 для Kr).

В дисертації вирішено проблему впливу розмірних ефектів на процеси релаксації і радіаційного розпаду електронних збуджень в кластерах аргону та криптону у ВУФ діапазоні. В прикладному плані експериментальні результати роботи використовуються для контрольованого керування ВУФ спектрами газоструменевого джерела шляхом зміни середнього розміру кластерів в струмені.

Основні результати і висновки роботи, які отримані вперше, сформульовані в заключному розділі дисертації.

1. Встановлені процеси утворення і радіаційного розпаду у ВУФ діапазоні збуджених молекул в стані в струмені криптону атомного складу.

2. Встановлені залежності ВУФ спектрів катодолюмінесценції від розміру кластерів аргону та криптону. Виявлено, що кластери кожного середнього розміру в діапазоні 10<<10⁴ат/кл випромінюють спектр з характерним для даного розміру розподілом інтенсивності.

3. Показано, що в збуджених нейтральних кластерах аргону та криптону в процесі автолокалізації екситонів утворюються центри люмінесценції типу ексимерних молекул в коливально-релаксованих станах , радіаційний розпад яких призводить до випромінювання континуумів у ВУФ діапазоні. В збуджених іонних кластерах утворюється чотирьохатомний комплекс: ексимерна молекула – молекулярний іон . Радіаційний розпад молекули в полі молекулярного іону призводить до випромінювання невідомих раніш потужних континуумів в області ВУФ.

4. Виявлено десорбцію збуджених атомів і молекул з кластерів аргону та криптону в області середніх розмірів менших за 150-160 ат/кл. Показано, що новий канал десорбції пов'язаний з безвипромінювальною дисоціацією високозбуджених ексимерних молекул , що виникають у кластерах при автолокалізації екситонів з високоенергетичної np-зони (n=4 для Ar і n=5 для Kr).

5. Виявлено різний характер розмірних залежностей інтенсивності випромінювання континуумів кластерів та десорбованих з кластерів збуджених часток, що пояснено існуванням двох конкуруючих каналів релаксації енергії екситонів (однофононним і багатофононним). Показано, що цей ефект зумовлений розмірним квантуванням енергетичного спектру всередині екситонних зон.

Таким чином, отримані результати показують, що розмірне квантування енергетичного спектру всередині екситонних зон впливає на розподіл енергії екситонів між двома каналами релаксації, які конкурують, викликаючи відповідні зміни в розподілі інтенсивності ВУФ спектрів кластерів аргону та криптону різних розмірів.

Публікації автора:

1. Установка для электронографических исследований сверхзвуковых струй, вытекающих в вакуум / Катрунова Е.А., Войтенко А.П., Добровольская Г.В., Яременко В.И., Верховцева Э.Т. // ПТЭ. – 1977.– №3. – С.208–210.

2. Study of the VUV spectrum of a supersonic krypton jet exited by an electron beam / Verkhovtseva E.T., Katrunova E.A., Ovechkin A.E., Fogel' Y.M. // Chem. Phys. Lett. – 1977. – Vol. 50, N3. – P. 463–467.

3. Исследование неравновесной конденсации аргона при истечении из сверхзвукового сопла / Бондаренко Е.А., Верховцева Э.Т., Купко А.В., Чебанова Т.С. // ФНТ. – 1980. – Т.6, №3. – С. 376–385.

4. The effect of non-equilibrium gas condensation in VUV spectra of electron excited supersonic argon jet /Verkhovtseva E.T.,Bondarenko E.A., Yaremenko V.I., Doronin Yu.S. // Chem.Phys.Lett.–1983.–Vol.97. – P. 483–487.

5. Investigation of non–equilibrium argon condensation in supersonic jet by mass–spectrometry, electron diffraction and VUV emission spectroscopy / Verkhovtseva E.T., Bondarenko E.A., Yaremenko V.I., Doronin Yu.S. // Rarefied gas dynamics.– Plenum press, New York and London, 1985 .–Vol. 2.–P.1063–1070.

6. Size effect of clusters in VUV radiation spectra of argon and krypton supersonic jets / Verkhovtseva E.T., Bondarenko E.A., Doronin Yu.S. // Chem. Phys. Lett. – 1987. – Vol. 140, N2. – P. 181–188.

7. New emission continua of rare-gas clusters in the VUV region / Bondarenko E.A., Verkhovtseva E.T., Doronin Yu.S., Ratner A.M. // Chem. Phys. Lett.–1991.–Vol.182, №6.–P.637-642.

8. Образование четырехатомного комплекса эксимер R₂^*–молекулярный ион R₂⁺ в кластерах инертных газов при бомбардировке электронами / Бондаренко Е.А., Верховцева Э.Т., Доронин Ю.С., Ратнер А.М. // Оптика и спектроскопия.–1991.–Т.70, вып.5.–С.1015-1020.

9. Образование локализованных экситонов в нейтральных и ионных кластерах инертных газов при бомбардировке электронами / Верховцева Э.Т., Бондаренко Е.А., Доронин Ю.С. // Химическая физика. – 1991. – Т.10, №7. –С. 956-963.

10. Формирование и рост кристаллической фазы в кластерах инертных газов / Коваленко С.И., Солнышкин Д.Д., Бондаренко Е.А., Верховцева Э.Т. // ФНТ.–1997.–Т.23, №2.–С.190–196.

11. Влияние размера кластера на энергетическую релаксацию, проявляющееся через спектры люминесценции кластеров аргона, криптона и ксенона / Бондаренко Е.А., Верховцева Э.Т., Доронин Ю.С., Ратнер А.М. // Известия Академии Наук, серия физическая.– 1998.– Т. 62, №6.–C. 1103-1106.

12. Способ получения спектров излучения инертных газов в вакуумной ультрафиолетовой области: А.с. 1278611 СССР, МКИ G 01 J 3/10 / Э.Т.Верховцева, Е.А. Бондаренко, Ю.С. Доронин (Украина). – № 3940475/22-25; Заявлено 07.08.85; Опубл. 23.12.86, Бюл. №47. – 7с.ил.