Дослідження особливостей збудження іонів індію повільними електронами. Визначення впливу релятивістських і резонансних ефектів на механізми збудження. Аналіз ефективних перерізів електронного збудження спектральних ліній іонів у межах підгрупи алюмінію.
Аннотация к работе
встановлено, що структурні особливості на енергетичних залежностях ефективних перерізів збудження спектральних ліній іонів підгрупи алюмінію зумовлені проявом резонансних процесів, які повязані для більш легких елементів (таких як іон Al та Ga ), головним чином, із кореляційними ефектами у валентній оболонці, а для більш важких (таких як іон In та Tl ) - з кореляційними ефектами як у валентній оболонці, так і між валентною та субвалентною оболонками. У роботах [3, 13] автор проводив розробку, випробування та впровадження джерела іонів і системи формування іонів у пучок з метою забезпечення стабільного за величиною та у часі пучка позитивних іонів хімічно-агресивних металів при високих робочих температурах. Аналіз отриманих результатів з електронного збудження резонансних ліній іона Zn вказує на те, що саме збудження 4d10 субвалентної оболонки призводить до значного збільшення резонансного внеску в ефективний переріз збудження цих ліній як у біляпороговій області енергій електронів, так і за потенціалом іонізації іона. Проведені експериментальні дослідження зі збудження спектральних ліній іона Tl також вказують на те, що саме збудження 5d10 субвалентної оболонки призводить до значного збільшення резонансного внеску в ефективні перерізи збудження цих ліній, як у біляпороговій області енергій, так і за потенціалом іонізації іона. Тому дослідження електронного збудження іона In , який, як й іони Al , Ga та Tl має заповнену 4d10 субвалентну та 5s2 валентну оболонки, є необхідними, оскільки отримані результати суттєво доповнять спектроскопічні дані про механізми непружних процесів зіткнень електронів з іонами та дозволять додатково вивчити вплив релятивістських і кореляційних ефектів на їх перебіг.Вдосконалені конструкції джерела та системи формування пучка іонів дозволяють отримувати при високих робочих температурах (1100 - 1300) К стабільний у часі (протягом 2000 - 3000 г) пучок іонів хімічно-агресивних металів, що мають низьку пружність насичених парів. Вперше проведені детальні дослідження енергетичних залежностей ефективних перерізів електронного збудження резонансної l 158,6 нм (5s5p 1Po1 ® 5s2 1S0), резонансної інтеркомбінаційної l 230,6 нм (5s5p 3Po1 ® 5s2 1S0) ліній та спектральних переходів зі зміщених 5р2 3Pj термів на триплетний 5s5p 3Po1 рівень (ll 171,7 нм; 166,7 нм; 160,7 нм) іона In виявили чіткі структурні особливості, які обумовлені безпосереднім або через каскадні переходи внеском резонансних процесів - утворенням АІС за рахунок захоплення налітаючого електрона іоном з подальшим їх розпадом в електронному та радіаційному каналах. Встановлено, що до порогів електронного збудження досліджених спектральних ліній структурні особливості обумовлені як радіаційними переходами між АІС та збудженими станами атома (у випадку резонансних ліній), так і між АІС індію (у випадку спектральних переходів зі зміщених термів) у процесі діелектронної рекомбінації.
Вывод
У висновках викладено наступні положення: 1. Вдосконалені конструкції джерела та системи формування пучка іонів дозволяють отримувати при високих робочих температурах (1100 - 1300) К стабільний у часі (протягом 2000 - 3000 г) пучок іонів хімічно-агресивних металів, що мають низьку пружність насичених парів.
2. Вперше проведені детальні дослідження енергетичних залежностей ефективних перерізів електронного збудження резонансної l 158,6 нм (5s5p 1Po1 ® 5s2 1S0), резонансної інтеркомбінаційної l 230,6 нм (5s5p 3Po1 ® 5s2 1S0) ліній та спектральних переходів зі зміщених 5р2 3Pj термів на триплетний 5s5p 3Po1 рівень (ll 171,7 нм; 166,7 нм; 160,7 нм) іона In виявили чіткі структурні особливості, які обумовлені безпосереднім або через каскадні переходи внеском резонансних процесів - утворенням АІС за рахунок захоплення налітаючого електрона іоном з подальшим їх розпадом в електронному та радіаційному каналах.
3. Встановлено, що до порогів електронного збудження досліджених спектральних ліній структурні особливості обумовлені як радіаційними переходами між АІС та збудженими станами атома (у випадку резонансних ліній), так і між АІС індію (у випадку спектральних переходів зі зміщених термів) у процесі діелектронної рекомбінації. Ефективні перерізи збудження спектральних ліній іона In та відповідних їм діелектронних сателітів є величинами одного порядку, що говорить про ефективний розпад атомарних АІС в радіаційному каналі. Це зумовлено сильним конфігураційним змішуванням АІС між собою.
4. Виявлено, що домінуючі структурні особливості в енергетичному інтервалі розщеплення збуджених рівнів іона In обумовлені ефективним каналом електронного розпаду атомарних АІС через процес Костера-Кроніга, а одним із найефективніших каналів заселення резонансних рівнів, починаючи з 12 ЕВ, є радіаційні каскадні переходи зі зміщених термів та іонних АІС індію.
5. Порівняння результатів наших досліджень та відомих із літературних джерел теоретичних і експериментальних робіт зі збудження спектральних ліній підгрупи іона алюмінію вказує на: - близькі за абсолютною величиною ефективні перерізи їх збудження у всьому дослідженому енергетичному інтервалі;
- збільшення внеску резонансних процесів у ефективні перерізи збудження по мірі зростання атомної ваги іона за рахунок збільшення ролі релятивістських та кореляційних ефектів;
збільшення ролі кореляційних ефектів між валентною та субвалентною оболонками для більш важких елементів у середині однієї підгрупи.
Список литературы
Є.Овчаренко. Збудження інтеркомбінаційної лінії In при електрон-іонних зіткненнях //Науковий вісник Ужгородського університету. Серія фізика. - 2003. - Вип. 14. - С. 57 - 61.
Овчаренко Є.В. Імре А.Й., Гомонай Г.М., Гутич Ю.І. Роль автоіонізаційних станів в електронному збудженні інтеркомбінаційної лінії l 230,6 нм іона індію //Український фізичний журнал. - 2005. - Т. 50, № 10. - С. 1111 - 1116.
А.Gomonai, E. Ovcharenko, A. Imre and Yu. Hutych. Peculiarities of the electron-impact excitation of single-charged indium ion //Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. - 2005.- V. 233. - P. 250 - 254.
Є.В.Овчаренко. Збудження спектрального переходу 5p2 3P2®5s5p 3Po1 іона In при електрон-іонних зіткненнях //Науковий вісник Ужгородського університету. Серія фізика. - 2005. - Вип. 17. - С. 72 - 75.
E.Ovcharenko, A.Gomonai, A.Imre, Yu.Hutych. Peculiarities of excitation of the radiative transitions from the indium ion 5p2 3Pj levels in electron-ion-collisions //Radiation Physics and Chemistry. - 2007. - V. 76, № 3. - P. 561 - 564.
Є.Овчаренко. Збудження інтеркомбінаційної лінії In при електрон-іонних зіткненнях //Тези конференції молодих вчених та аспірантів ІЕФ-2003 (Ужгород, Україна). - 2003. - С. 47.
Ovcharenko E., Gomonai A., Imre A., Hutych Yu. Role of the resonance processes in the near-threshold electron-impact excitation of the In ion 5s5p 3Po1 - 5s2 1S0 transition //12th International Conference on the Physics of Highly Charged Ions. Europhysics Conference (Vilnius, Lithuania). - 2004. - Р. В1 - 11.
Gomonai A., Ovcharenko E., Imre A., Hutych Yu. Electron-impact excitation of the In ion resonance line //Program and Abstracts. 8th Workshop on Fast Ion-Atom Collisions ( Debrecen, Hungary). 2004. - Р. 38 - 39.
Ю.І.Гутич, Є.В.Овчаренко. Особливості методики і техніки експерименту при дослідженнях збудження іонів In електронним ударом //Тези конференції молодих вчених та аспірантів ІЕФ-2005 (Ужгород, Україна). - 2005. - С. 89.
Є.В.Овчаренко. Збудження спектрального 5p2 3P2 ® 5s5p 3Po1 переходу іона In при електрон-іонних зіткненнях //Тези конференції молодих вчених та аспірантів ІЕФ-2005 (Ужгород, Україна). - 2005. - С. 107.
E.Ovcharenko, A. Gomonai, A.Imre, Yu.Hutych. Peculiarities of the radiative transition excitation from the indium ion 5p2 3Pj levels in electron-ion collisions //Book of Abstracts Third Conference on the Elementary Processes in Atomic Systems (University of Miskolc, Hungary). - 2005. - P. 77.
А.N. Gomonai, A. I. Imre, E. V. Ovcharenko and Yu. I. Hutych. Electron-impact excitation of dielectronic satellites of the In II 158,6 nm resonance line //Book of Abstracts XXIV International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions (Rosario, Argentina). - 2005. - P. Th063.
Е.В.Овчаренко, А.Н.Гомонай, А.Й.Имре, Ю.И.Гутич. Возбуждение ВУФ излучения при столкновениях электронов с ионами индия //Тезисы трудов XXIII Съезда по спектроскопии (Звенигород, Россия). - 2005. - С. 137 - 138.
E. Ovcharenko, A. Imre, A. Gomonai, Yu. Hutych. Observation of the Radiative Transitions between Atomic Autoionizing States at the Resonance Electron-Impact Excitation of the 4d105p2 3P0,1,2 States of In Ion //23rd Summer School and International Symposium on the Physics of Ionized Gases. Contributed Papers and Abstracts of Invited Lectures, Topical Invited Lectures and Progress Reports. (Belgrade, Serbia). - 2006. - P. 63 - 66.