Observation of new band in stimulated luminescence of solid nitrogen

Анотація

Наведено нещодавні результати дослідження спонтанної та стимульованої люмінесценції твердого азоту в ближньому інфрачервоному діапазоні. Опромінення проводили пучком електронів допорогової енергії в режимі постійного струму. Проведено три серії експериментів: вимірювання катодолюмінесценції (CL) при різних енергіях електронів на зразках різної товщини, вимірювання термостимульованої люмінесценції (TSL) у поєднанні з термостимульованою екзоелектронною емісією (TSEE) з попередньо опромінених зразків та запис нестаціонарних кривих люмінесценції (NsL) на обраних довжинах хвиль при поступовому нагріванні зразків під електронним пучком. У спектрах NIR TSL твердого N₂ було зареєстровано три смуги випромінювання: 794, 802 та 810 нм, які утворюють γ-групу. Вперше виявлено смугу при 810 нм стимульованої люмінесценції. Положення всіх трьох спектральних смуг збігаються в спектрах спонтанної та стимульованої люмінесценції, про що свідчить порівняння спектра CL, записаного при 5 К, зі спектром TSL, записаного в максимумі TSL при 16 К. Порівняння отриманих спектрів CL за різних умов показали відсутність повної кореляції в поведінці випромінювання з ²D-стану атома N і γ-групи, яку можна було б очікувати у випадку утворення випромінюючих центрів γ-смуги через приєднання електрона до атома N(²D), як було запропоновано в [R. E. Boltnev et al., Phys. Chem. Chem. Phys. 18, 16013 (2016)]. Виявлено, що криві світіння, виміряні для цих трьох смуг, корелюють одна з одною та з виходом TSEE. Це свідчить про спільне походження цих смуг і їх зв’язок з реакцією нейтралізації. Кореляція γ-смуги NsL в діапазоні низьких температур (5–20 К) з NsL, виміряною на 0-4 смузі переходу aʹ ¹Σ_ū → X¹Σ_g⁺ , яка є «маркером» тетраазотного катіона N₄⁺ [E. V. Savchenko, et al. J. Phys. Chem. A 119, 2475 (2015)], вказує на можливий зв’язок γ-смуги з нейтралізацією N₄⁺.