Размерный эффект в десорбции возбужденных атомов и молекул из кластеров инертных элементов при бомбардировке их электронами

Abstract

Методом эмиссионной спектроскопии вакуумного ультрафиолета впервые обнаружены новые каналы десорбции возбужденных атомов и молекул из кластеров аргона, криптона и ксенона при бомбардировке их электронами. Максимальный выход частиц зарегистрирован в интервале средних размеров 50–100 атомов/кластер. Выявлены закономерности и особенности десорбции возбужденных частиц, позволившие установить новый механизм десорбции, названный механизмом «безызлучательной эксимерной диссоциации». Показано, что основными стадиями этого механизма являются: образование молекулярных центров типа высоковозбужденных двухатомных эксимерных молекул в кластерах в процессе автолокализации высокоэнергетичных p-экситонов (n = 1); безызлучательная диссоциация этих молекул на возбужденные атомы и атомы в основном состоянии с большими кинетическими энергиями. Установлено, что появление новых каналов десорбции возбужденных атомов и молекул из кластеров при бомбардировке их электронами связано с особенностями физических свойств кластеров в интервале средних размеров 50–100 атомов/кластер, в частности, с особенностями энергетического спектра, частотного спектра колебаний атомов и релаксации энергии экситонов.

Методом емісійної спектроскопії вакуумного ультрафіолету вперше знайдено нові канали десорбціі збуджених атомів та молекул з кластерів аргону, криптону та ксенону при бомбардуванн і їх електронами. Максимальний вихід частинок зареєстровано у інтервалі середніх розмірів 50–100 атомів/кластер. Виявлено закономірності та особливості десорбції збуджених частинок, які дозволили встановити новий механізм десорбції, який названо механізмом «безвипром інювальної ексимерної дисоціації». Показано, що основними стадіями цього механізму є: утворення молекулярних центрів типу високозбуджених двохатомних ексимерних молекул в кластерах у процесі автолокалізації високоенергетичних р-екситонів (n = 1); безвипромінювальна дисоціація цих молекул на збуджені атоми та атоми в основному стані з великими кінетичними енергіями. Встановлено, що з’явлення нових каналів десорбції збуджених атомів та молекул з кластерів при бомбардуванні їх електронами пов’язано з особливостями фізичних властивостей кластерів в інтервалі середніх розмірів 50–100 атомів/кластер, зокрема, з особливостями енергетичного спектру, частотного спектру коливань атомів та релаксації енергії екситонів.

New desorption channels of excited atoms and molecules out of argon, krypton and xenon clusters first were revealed for the first time by the emission vacuum ultraviolet spectroscopy method under electron bombardment. A maximum yield of particles was registered within an average size range 50–100 atom/cluster. Regularities and features of the desorption of excited particles are found out, permitting a new desorption mechanism named a «nonradiative excimer dissociation » mechanism to be established. It is shown that the main stages of this mechanism are as follows: (i) the formation of molecule centers of the high-excitation two-atom excimer molecules type in inert element clusters due to the self-trapping of high-energy p-excitons (n = 1); (ii) the nonradiative dissociation into excited atoms and ground-state ones with high kinetic energies. It is found, that the appearance of the new desorption channels of exited atoms and molecules out of inert element clusters at electron bombardment is connected with the features of the physical properties of clusters within the average size range 50–100 atom/cluster, in particular, with the features of the energy spectrum, the vibrational frequency spectrum of atoms and the relaxation of exciton energy.