Структура та механізм утворення кристалічної фази кластерів інертних газів і азоту - Автореферат

ФІЗИКО-ТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ НИЗЬКИХ ТЕМПЕРАТУР ІМ. Б.І. Структура та механізм утворення кристалічної фази кластерів інертних газів і азоту Робота виконана в Фізико-технічному інституті низьких температур ім. Захист відбудеться “_24_” ___жовтня__ 2000 року о _1500__ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К64.175.03 при Фізико-технічному інституті низьких температур ім. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Фізико-технічного інституту низьких температур ім.Під кластером розуміють систему, яка складається з обмеженої кількості повязаних між собою атомів або молекул. Треба відзначити, що вивчення кластерів має ще і велике практичне значення, бо кластерам належить визначальна роль при розвязанні низки питань, що стосуються різноманітних ділянок промисловості: від хімії та фізики атмосфери до промислового каталізу. Міжмолекулярна взаємодія у цих обєктах добре описується центральним потенціалом типу Ленарда-Джонса, що дозволяє використовувати цей клас речовин з метою критичної перевірки теоретичних моделей, які описують властивості як макросистеми, так і кластерів. Особливе значення мають структурні спостереження, здійснені на вільних кластерах, сформованих у надзвуковому струмені при його витіканні у вакуум. Вєркіна НАН України згідно з проектами програм Фонду фундаментальних досліджень Держкомітету з Науки і Технологій України № 2/210 - 92 шифр теми “КЛАСТЕР”: “Структурні, електронні та емісійні властивості кластерів інертних газів при квазінеперервному переході від димеру до мікрокристалу”; № 2.3/619 - 94 шифр теми “ВІОЛА”: “Ультрамяка рентгенівська та вакуумна ультрафіолетова емісійна спектроскопія надзвукових струменів інертних газів, збуджених електронним пучком” та мав матеріальну підтримку - грант Міжнародного наукового фонду Дж.Висловлено думку, що особливий інтерес для дослідників мають кластери, сформовані у надзвуковому струмені при його витіканні у вакуум. З цього витікає, що найбільш придатним обєктом для вивчення структури кластерів є агрегації, сформовані у вільновитікаючих надзвукових струменях. Тому в оглядовій частині дисертації приділена значна увага роботам, де аналізуються процеси, які виникають під час ізоентропійного витікання газу, а також розрахункам та результатам мас-спектрометричних спостережень залежності середнього розміру кластерів від температури та тиску газу на вході сопла, а також від параметрів сопла та термодинамічних властивостей газу. Аналіз значного теоретичного матеріалу, одержаного в межах цього підходу, виявив, що навіть для кластерів достатньо великих розмірів (~104 ат/кл) більш стабільною є структура з віссю симетрії пятого порядку. Дослідження проводилися на установці для вивчення структури кластерів, яка складалася із стандартного електронографа ЕМР-100М, генератора надзвукового кластерного струменя та охолоджуваного рідким воднем потужного кріогенного конденсаційного насоса для відкачування газу струменя.У дисертації наведено нове вирішення наукової проблеми утворення кристалічної фази в кластерах інертних газів (Ar, Kr, Xe) і азоту. 1) Для всіх досліджених газів установлено розмірну межу існування кластерів з ікосаедричною та кубічною структурами. 3) Вперше, внаслідок аналізу отриманих в роботі експериментальних даних, підтверджено гіпотезу відносно панівної ролі кінетичного фактору при трансформації ікосаедричної структури інертних газів та азоту в кубічну. 4) В широкому діапазоні середніх розмірів кластерів отримано діагностичні характеристики (залежність середнього розміру від Р0 при Т0 = const і від Т0 при Р0 = const) кластерних пучків досліджуваних газів, які підтвердили залежності, встановлені теорією “відповідних” струменів; визначено, що для інертних газів ~P01,83 ± 0,02, для азоту ~ P02,00 ± 0,02.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ