Исследование методом ЭПР атомов N, H и D, захваченных в матpице твеpдого молекуляpного азота

Abstract

Методом ЭПР изучено поведение атомов азота, водорода и дейтерия, захваченных из газовой фазы и матрично-изолированных в твердом молекулярном азоте. Установлено, что все эти атомы локализованы в замещающем положении кристаллической решетки матрицы. Зарегистрированные линии спектра ЭПР атомов азота оказались примерно в 4 раза уже. чем в большинстве известных к настоящему времени работ. Показано, что возможен вариант теоретического расчета, дающего ширину линии, согласующуюся с экспериментальной. Высказано предположение, что возможны два различных равновесных матричных окружения для захваченного в замещающем положении атома азота, одно из которых соответствует неискаженной кристаллической решетке N₂. Для атомов водорода и дейтерия обнаружено уширение линий ЭПР под влиянием их нулевых колебаний. Экспериментально получены данные о величине и температурной зависимости времени спин-решеточной релаксации атомов N, Н и D в матрице твердого молекулярного азота.

Методом ЕПР вивчено поведінку атомів азоту, водню та дейтерію, захоплених із газової фази і матрично-ізольованих у твердому молекулярному азоті. Встановлено, що всі ці атоми локалізовано у заміщуючому положенні кристалічної гратки матриці. Зареєстровані лінії спектра ЕПР атомів азоту виявилися приблизно в 4 рази вужче, ніж в більшості відомих на теперішній час робот. Показано, що можливий варіант теоретичного розрахунку, який дає ширину лінії, погоджується з експериментальною. Висловлено припущення, що можливі два різних рівноважних матричних оточення для захопленого в заміщуючому положенні атома азоту, одне з них відновідає неспотвореніи кристаличніи гратці N₂. Для атомів водню та дейтерію виявлено розширення ліній ЕПР під впливом їх нульових коливань. Експериментально одержано дані про величину та температурну залежность часу спін-граткової релаксації атомів N, Н і D в матриці твердого молекулярного азоту.

Nitrogen, hydrogen and deuterium atoms are matrix-isolated in solid N₂ by deposition trom gas phase and studied by electron spin resonance (ESR). These atoms are found to be trapped at the substitutional position of the cryocrystal lattice. The ESR linewidths of the N atoms in the recorded spectra appear to be one-fourth as those cited by most authors. It is shown that a calculation is possible which gives a theoretical linewidth matching the experimental one. Two distinct types of matrix surrounding are possible for the substitutional nitrogen atoms, one of which being consistent with the nondistorted N2 crystal lattice. Hydrogen and deuterium ESR linewidths are found to broaden due to the zero-point vibration of the atoms. Spin-lattice relaxation times of N, H, and D atoms in solid N₂ matrix are presented.