Изучение матричной изоляции атомов азота в твердом N₂

Abstract

Исследован процесс матричной изоляции методом конденсации из газовой фазы атомов азота в твердом N₂. Для изменения в широких пределах потоков атомов и молекул азота на поверхность образца были использованы смеси N₂-He различного состава, пропускавшиеся через зону газового разряда. Обнаружен рост ширины линий ЭПР атомов N в N₂ при уменьшении потока азота из разряда на холодную подложку. Показано, что этот рост связан с увеличением концентрации атомарного азота в матрице, приводящим к увеличению диполь-дипольного взаимодействия между атомами. Установлено, что определяющее влияние на увеличение концентрации матрично изолированных атомов в наших экспериментах оказывает уменьшение рекомбинации атомов при диффузии на поверхности образца вследствие уменьшения поверхностной плотности этих атомов. Обнаружено, что при постоянном потоке атомов из разряда концентрация их в матрице увеличивается с увеличением интенсивности разряда, достигая насыщения. Зависимость концентрации от интенсивности разряда объяснена изменением степени диссоциации молекулярного азота в разряде.

Досліджено процес матричної ізоляції методом конденсації із газової фази атомів азоту в твердому N₂, . Для змінювання у широких границях потоків атомів та молекул азоту та поверхню зразка було використано суміші N₂,-Не різного складу, які пропускалися крізь зону тазового розряду. Виявлено зростання ширини ліній СЛР атомів N в N₂, при зменшенні потоку азоту із розряду на холодиу підкладку. Показано, що це зростання пов'язано із збільшенням концентрації атомарного азоту в матриці, що приводить до збільшення диполь-дипольної взаємодії між атомами. Установлено, що визначальний вплив на збільшення концентрації матрично ізольованих атомів в наших експериментах виявляє зменшення рекомбінації атомів при дифузії на поверхні зразка внаслідок зменшення поверхневої густини цих атомів. Виявлено, що при постійному потоці атомів із розряду концентрація їх в матриці збільшується із збільшенням інтенсивності розряду, досягаючи насичення. Залежність концентрації від інтенсивності розряду пояснено зміненням ступені дисоціації молекулярного азоту в розряді.

The process of matrix isolation of nitrogen atoms in solid N₂ is studied by the method of condensation from the gaseous phase. In order to vary the flow rates of nitrogen atoms and molecules at the sample surface over a wide range, N₂–He mixtures of various compositions have been passed through the gas discharge zone. It is found that the EPR line width for N atoms in N₂ increases upon a decrease in the nitrogen flow rate from the discharge zone to a cold substrate. It is shown that this increase is due to an increase in the concentration of atomic nitrogen in the matrix leading to an enhancement of the dipole–dipole interaction between atoms. It is established that a decrease in the intensity of recombination of atoms in the course of diffusion at the sample surface due to a decrease in the surface density of these atoms plays a decisive role in the growth of the concentration of matrix-isolated atoms in the experiments. It is found that for a constant flow rate of atoms from the discharge, their concentration in the matrix increases and attains saturation upon an increase in the discharge intensity. The dependence of concentration on the discharge intensity is attributed to a change in the degree of dissociation of molecular nitrogen in the discharge.