Гетерогенное кластерообразование в сверхзвуковой аргон–криптоновой струе по данным катодолюминесценции в ВУФ области спектра

Abstract

Методом люминесценции исследованы процессы кластерообразования в сверхзвуковой аргон-криптоновой струе при малых концентрациях примесного криптона вплоть до 1⋅10–3 %. Впервые методом ВУФ люминесценции в сверхзвуковых криогенных струях диагностировалась картина гетерогенного зародышеобразования начиная с самых ранних ее стадий. Основное внимание уделено поведению полос излучения, принадлежащих нейтральным эксимерам Ar₂*, Kr₂* и заряженным (Ar₄⁺)* , ( Kr₄⁺)* гомоатомным комплексам, а также гетероатомным эксиплексам (Ar/Kr)* . На первом этапе гетерогенной нуклеации зародышами могут являться атомы (димеры) криптона. Начиная с концентрации криптона в газовой смеси 0,02% и больше в кластере формируется многоатомный криптоновый кор. При ионизации таких кластеров ион располагается в криптоновом коре и его электрическое поле оказывает существенное влияние на параметры полосы излучения молекулы Ar/Kr, находящейся на аргон/криптоновой границе. Результаты работы демонстрируют высокую эффективность ВУФ спектроскопии для изучения процессов гетероатомного кластерообразования в сверхзвуковых струях.

Методом люмінесценції досліджено процеси кластероутворення у надзвуковому аргонкриптоновому струмені при малих концентраціях домішкового криптону до 1⋅10–3 % включно. Вперше методом ВУФ люмінесценції у надзвукових кріогенних струменях діагностувалася картина гетерогенної нуклеації починаючи з найперших її стадій. Основну увагу приділено поведінці смуг випромінювання, що належать нейтральним ексимерам Ar₂*, Kr₂* та зарядженим(Ar₄⁺)* , ( Kr₄⁺)* гомоатомним комплексам, а також гетероатомним ексиплексам (Ar/Kr)*. На першому етапі гетерогенної нуклеації зародками можуть бути атоми (дімери) криптону. Починаючи з концентрації криптону в газовій суміші 0,02% і більше у кластері формується багатоатомний криптоновий кор. При іонізації таких кластерів іон розташовується у криптоновому корі і його електричне поле справляє істотний вплив на параметри смуги випромінювання молекули Ar/Kr, що перебуває на аргон/криптоновій границі. Результати роботи демонструють високу ефективність ВУФ спектроскопії для вивчення процесів гетероатомного кластероутворення у надзвукових струменях.

The processes of cluster formation in a supersonic argon–krypton jet at low concentrations of impurity krypton down to 1·10–3% are studied. The spectroscopic method of luminescence of clusters in the vacuum ultraviolet spectral region is used, the clusters being excited by an electron beam. It is shown that the luminescent method makes it possible to diagnose the heterogeneous character of cluster formation at its initial stage. Evidence has been obtained that large mixed clusters with a multiatomic krypton core are formed through coagulation of argon microdrops containing small aggregations of krypton down to one atom. Under ionization of such mixed the ion is in the krypton core.