Новый подход к исследованию спектров катодолюминесценции свободных кластеров инертных элементов с квазикристаллической и кристаллической структурой

Анотація

Запропоновано новий підхід до кількісного аналізу спектрів катодолюмінесценції вільних кластерів інертних елементів, які формуються в надзвуковому струмені, що витікає у вакуум. У рамках цього підходу, який враховує міру кластеризації речовини в струмені, проведено аналіз інтенсивностей смуг люмінесценції нейтральних та заряджених ексимерних комплексів (Rg₂)* та (Rg₄⁺)*, виміряних для нанокластерів трьох інертних газів (Rg = Ar, Kr та Xe) з середнім розміром від 100 до 18000 атомів/кластер (діаметром від 2 до 13 нм). Показано, що концентрація сконденсованої в кластери речовини, яка суттєво впливає на абсолютні значення інтегральної інтенсивності спектральних смуг, пропорційна логарифму середнього розміру кластерів у струмені. Аналіз нормованих інтенсивностей дав змогу за даними спектрів катодолюмінесценції виокремити дві області розмірів нанокластерів, що, відповідно до результатів електронографічних досліджень, можуть бути ідентифіковані як області реалізації в кластерах аргону, криптону та ксенону квазікристалічної ікосаедричної та кристалічної ГЦК структур, а також перехідну область, в якій обидві фази співіснують. Для кристалічних кластерів з ГЦК структурою встановлено, що світіння нейтральних молекул (Rg₂)* відбувається з усього об’єму кластера, у той час як заряджені комплекси (Rg₄⁺)* випромінюють переважно з приповерхневого шару.