Исследование процессов заселения возбужденных состояний атомов в электронном пучке с использованием пространственно-временной развертки излучения тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.05 ВАК РФ

РГ6 о

и и- р

сАйкт гстербургскии государственный, университет

На правах рукописи

БОГДАНОВА Ирина Патроана

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ЗАСЕЛЕНИЯ ВОЗБУЖДЕ: .НЫХ СОСТОЯНИЙ АТОМОВ В ЭЛЕКТРОННОМ ПУЧКЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ РАЗВЕРТКИ ИЗЛУЧЕНИЯ

(Специальность 01.04.03 - оптика)

автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора еиаико-математических наук

САНКТ ПЕТЕРБУРГ

А 7 7«» • .

Работ* плшмша в Научно-исследовательском институт» «иаики Санкт Петербургского государственного университет«

. л

Официальные огах» « ггц«

Доктор физико-математических наук, профессор Г.Н.Герасимов Доктор фиаико-матвматичвских наук, профессор Н.И.Калитеевский Доктор физико-математических наук, профессор Б.Н.Смирное Виуми оргаишацме»

Ужгородский Институт »лек | рем ■ вН >1 13»«си АН Украины

Замита состоится

на оаседании специализированного совета Д 063.57.2В по защит» диссертаций на соискание ученой степени доктора наук при Санкт Петербургской государственной университете по адресу: 199034 Санкт Петербургский университет. Университетская наб.7/9

С диссертацией можно ознакомиться а библиотеке СПбГУ

Автореферат разослан - ^ Ct^i-Ы ^ 199^г.

Ученый секретарь специализированного совета доктор фиэ.-мат. наук

Егоров B.C.

Введение

е настоящее? время удаляется большое внимание изучению плазмы, сфера практического использования которой все более расширяется. В большом числе случаев естественной и искусственной плазмы электроны являются практически основными частицами, столкновения с которыми приводят к возбуждении) атомов, молекул и их ионов. В последнее оремя мощные электронные пучки применяются а электроразрядных лазерах, где ионизация и возбуждение газа осуществляется пучками быстрых электронов с энергией Е 1 кэВ. В связи с этим повысился интерес к величинам эффективных сечений возбуждения при больших 0 энергиях электронов. Однако, еще а 30—е годы было обнаружено,что величины измеряемых в эксперименте эффективных сечений возбуждения некоторых уровней атомов оказываются зависящими от давления газа и эта зависимость возрастает с увеличением энергии электронов.

Цель настоящего исследования.заключалась в разработке и использовании оптических методов исследования электронно—атомных столкновений, позволяющих получать, с одной стороны, информацию об эффективных сечениях возбуждения уровней атомоа, и с другой стороны, изучать процессы Населения уровней, сопутствующие первичному акту возбуждения и являющиеся источником больших систематических искажений экспериментального определения величин эффективных сечений возбуждающих электронно—атомных столкновений.

В процессе осуществления поставленной задачи были впервые предложены, разработаны и использованы следующие оптические методы исследования!

1. Метод импульсного электронного пучка в сочетании с пространственно-временной разверткой излучения, пдзволяющий исключать все запаздывающие во времени процессы заселения уровней, в том числе и каскадные переходы из более высокоэнергетических состояний и тем самым изучать собственно сечения возбуждения уровней электронным ударом.

I. Оптический метод изучения величин эффективных сечений воз— * буждения катсст^гн/'ьких и резонансных уровней атомов, в основе которого лежит использование селективной передачи энергии возбуждения за счет ударов 2—го рода между атомами.

3. Оптический время—пролетный метод идентификации удельных за— рядаз долгоживущих возбужденны;: кластерных ионов по возбужденным

продуктам их фрагментации.

Решение поставленным задач определяет актуальность настоящего исследования, как для проблемы электронно—атомных столкновений, приводящих к образованию возбужденных частиц, так и для проблемы взаимодействия электронов с адсорбированными на поверхностях твердых тел атомами и молекула>4и и приводящими также к появлении возбужденных частиц в зоне измерения.

Конкретным об ектом исследования шились инертные газы, водород, дейтерий, азот, пары кадмия и цинка. Выбор об'ектов обусловлен большим научным и практическим их оначением. Так инертные газы, пары кадмия широко используются в газовых лазерах, особенно аксимерных, поэтому изучение механизма селективного заселения их возбужденных состояний имеет большое прикладное значение. Водород и дейтерий являются основными рабочими газами термоядерных установок, и воз— • можность получения энергетичных атомов представляет практический интерес. Азот широко используется в плазмохимических реакторах, и как и водород, имеет важное геофизическое и астрофизическое значение. Представляет большой практическ*|й интерес выяснение возможностей получения потоков молекулярных ионов азота, играющих важную роль в формировании нитридных покрытий.

Научная новизна работы определяется тем, что к моменту опубли-кжования практически все данные, изложенные в работе, не имели аналогов.

К новым результатам относятся«

- Предложенный метод исследования электронно-ато1«ных столкновений с использованием временной развертки излучения и импульсных электронных пучков, позволяющий раздельно ^изучать сечения возбуждения уровней, с которых возможны,переходы на изучаемый, сечения возбуждения единичного уровня, а также электронно—стимулированную десорбцию возбужденных нестабильных кластерных ионов, энергетическую зависимость эффективности выхода возбужденных мвтастабильных кластерных ионов.

- Систематическое исследование кажущихся величин эффективных сечений возбуждения уровней атомов инертных газов, кадмия и цинка в широком диапазоне условий возбуждения с целью выявления природы Физических процессов, приводящих к селективному заселению уровней.

- Поучение характеристик молекулярного спектра гелия, возбуждав-

мого электронным пучкомг энергетических порогов появления молекулярных полос, виде ия функций возбуждения, времен жизни, относительной яркости полос в зависимости от условий возбуждения.

- Полученный массив данных по величинам эффективных сечений воэ-буждкения уровней атомов инертных газов, кадмия и цинка и их ионов.

— Предложенный и использованный оптический метод изучения эффективных сечений возбуждения метастабильных и резонансных уровней атомов, в основе которого лежит использование селективной передачи энергии возбуждения за счет ударов 2-го рода между атомами, полученные абсолютные значения величин эффективных сечений возбуждения метастабильных и резонансных уровней гелия, аргона, криптона, ртути.

В процессе разрешения поставленных задач впервые обнаружено образование возбужденных частиц при диссоциации долгоживуцих возбужденных кластеров, появление которых об ясняется а рамках электронно—стимулированной десорбции (ЭСД) кластерных образований из частиц, адсорбированных с повер'хностей твердых тел.

В результате проведенных исследований, было показано, что распад метастабильных возбужденных кластеров приводит к заселению тех уровней атомов и их ионов, на которых по литературным данным наблюдаются большие систематические расхождения в величинах сечений возбуждения, т.е. к селективному заселению возбужденных состояний атомов. В некоторых случаях заселение возбужденных состояний атомов и ионов за счет распада метастабильных кластеров может превышать непосредственное возбуждение атомов электронами в об'еме.

Кроме того, впервые удалось установить!

1. Запаздывающие процессы при возбуждении газа электронами присущи не только уровням гелия, где это было впервые обнаружено, но и уровням остальных инертных газов, кадмия и цинка, водорода, дейтерия, азота. Эти процессы в некоторых случаях обуславливают послесвечение спектральных линий, имеющих длительности, превышающие на порядки величин радиационные времена жизни уровней, на которых оно наблюдается.

2. Использование метода пространственно-временной развертки излучения позволило установить, что в ряде случаев длительное после свечение сп&ктральных линий обусловлено образованием пакетов возбужденных мотастабильных кластерные ионов и нейтральных

ваний, срываемых электронами с поверхностей электродов.

3. В результате проведенных экспериментов еылсэ показано, что электроны эффективно срывают долгоживущие возбужденные частицы с поверхностей не только металлов, но и диэлектриков (стекло)•

4. Использование разработанного в настоящей работе оптического метода определения удельного заряда возбужденных нестабильных кластерных ионов, срываемых с поверхностей электродов, позволило сделать вывод, что в молекулярных газах за счет ЭСД срываются кластерные ноны Н^*, Б^* , N5*. Результатом диссоциации их оказалось образование возбужденных атомов водорода и возбужденных молекулярных ионов азота в состоянии В 4 21^V - В инертных газа», кадмии и цинке с поверхности электродов электроны срывают возбужденные кластерные ионы типа X .

В результате изучения возбуждающих столкновений электронов с атомами, нами обнаружен новый канал селективного заселения некоторых возбужденных состояний атомов и молекул, который имеет разнообразные применения при практическом решении ряда прикладных задач. Мы видим возможность приложения результатов нестоящего исследования:

1. К проблеме свечения естественных космических об ектов (комет, туманностей, включая проблему свечения поверхности космических аппаратов) -

2- К проблеме свечения верхних слоев атмосферы (ионосферы)

3. К проблеме адсорбции атомов на поверхностях твердых тел. Применение метода пространственно-временного анализа излучения и оптического масс-спектрального анализа, разработанного в настоящей работе, позволяет изучать динамику процессов адсорбции и может применяться в гетерогенном катализе. V

Апробация работы и публикации. Материалы диссертации опубликова ны в Ь2 статьях и тезисах докладов, 'они обсуждались на 8 всесоюзнь и 2 международных конференциях и с ездах. Основное ее содержание опубликовано в работах (1 — ЗВ>.

Структура и об'ем диссертации. Работа состоит из введения, восьми глас и заключения. Она содержит 22В страниц основного твкс! 89 рисунков, таблиц. Библиография состоит из 29в работ.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении Сформулирована основная цель работы, изложены пути ее осуществления, актуальность решавшейся проблемы. Приводится краткий перечень полученных автором новых результатов и обсуждается практическое значение их и область возможных приложений.

В первой главе излагается информация по проблеме электрон-атомных столкновений, приводящих к образовании возбужденных атомов, рассматривается понятие эффективного сечения возбуждения уровня, указывается на специфику возможностей измерений сечений возбужде— Ьния уровней в постоянном пучке моноэнергетических электронов, заключающуюся в том, что оказывается возможным измерять лишь суммарное сечение

1У

а' (V) » о,.¿(V) + 2 о:,, <у)

Далее обсуждаются новые методы исследования, предложенные и использованные для решения поставленной задачи:

1. Импульсный метод пространственно—временного анализа излучения, в импульсном режиме на регулирующий анод электронной пушки подается отрицательное относительно катода смещение, на которое накладываются прямоугольные положительные импульсы напряжения, обеспечивающие прохождение электронного пучка. Для получения информации в этом случае используется развертка излучения во времени либо в одноканальном варианте задержанных совпадений, либо в многоканальном с использованием амплитудного анализатора в сочетании с вре— мя-амплитудным преобразователем.

В одноканальном варианте с помощью линии задержки можно регистрировать излучение, возникающее в различные моменты времени прохождения пучка электронов через зону наблюдения. В многоканальном варианте можно фиксировать сигнал, поступающий из определенного канала анализатора. В многоканальном варианте записывается зависимость интенсивности свечения от времени как во время прохождения импульса электтонов (нарастание интенсивности), так'и после его обрыва (спад интенсивности). Запись ведется при сканировании энергии электронов и фиксированной длительности импульса.

Для анализа кривых зависимости интенсивности от времени под ру-

ководствсм автора была создана программа для ЭВМ, позволяющая про-вслить разложение их на произвольную сумму экспонент. При этом необходимо лишь' доводить измерения интенсивности до фонового излучения.

Рассмотрим подробнее преимущества, которые дает импульсный метод для измерения сечений возбуждения. В работе рассматривается простейший случай трехуровневой схемы и принимаются во внимание следующие процессы: возбуждение уровней 1 и 2 электронным ударом из основного состояния О и спонтанные переходы с уровня 2 на уровень 1 (каскадные переходы) и с уровня 1 на уровень 0. Совместно решены уравнения баланса и получены аналитические выражения для заселенности уровней в случаях! на переднем фронте импульса, в продолжительном импульсе и за импульсом. Аля случая присутствия каскадных переходов (продолжительный импульс) получено аналитическое выражение и ноиограммы, позволяющие численно оценить долю каскадных переходов при заданных соотношениях ''"а/Г, (рассчитан диапазон переходов от (Э,В1 до 18Ш.

Предусматривается также возможность получения абсолютных значений сечений возбуждения уровней. Предложена методика измерений и дано аналитическое выражение, позволяющее производить расчет сечений возбуждения.

2. Метод изучения сечений возбуждения метастабильных и резонансных уровней атомов с использованием передачи энергии возбуждения за счет атом-атомных соударений 2-го рода. Мы воспользовались высокой энергетической селективностью передачи энергии возбуждения за счет таких соударений и предложили метод измерения сечений возбуждения уровней электронным ударом в смеси двух различных газов и паров. Подбор примеси, имеющей излучающие уровни, расположенные в резонансе с метастабильными или резонансными уровнями основного газа позволяет легко их детектировать, изучая излучение атомов примеси расположенное обычно в легко доступной области спектра.

Приводится полученное в работе аналитическое выроажение, позволяющее определять абсолютное значение величины сечения возбуждения метастабильных и резонансных уровней, куда а явном виде входит сечение передачи энергии возбуждения ударами 2-го рода между атомами. Остальные величины, входящие я аналитическое выражение, определяются из экспериментов, проводящихся в тех же условиях. Предусматривается

возможность исключения непрямых процессов раселения уровнем при использовании временной развертки излучения.

3. Метод квазимонокинвтмзации электронов. Этот метод является разновидность» метода, предложенного фоксом для изучения процессов ионизации атомов. Мы же разработали и применили его к изучении процессов возбуждения атомов электронами. Нами впервые было испсльзо-в&но автоматическое изменение величины задерживающей разности потенциала на электроде электронной пушки. Это изменение производилось путем наложе1ия на некоторый постоянный потенциал переменной составляюи,-'Н ют генератора). При этом регистрировалась только переменная составляющая свечения, обусловленная периодическим появлением м исчезновением в электронном пучка той части электронов, скорости которых заключены в интервале, определяемом величиной двойной амплитуды приложенной к электроду переменной составляющей потенциа— ла.

Во второй глава дано краткое описание экспериментальных установок, на которых была решена основная задача диссертации. Эти установки до настоящего времени на имеют аналогов в исследовании электрон-атомных столкновений, приводящих к возбуждению атомов.

Установки были использованы в первую очередь для проверки рассмотренных в первой главе методов исследования. Проверка импульсного метода с пространственно-временной разверткой излучения была осуществлена на переходе в иона кадмия с уровня з'р^ , в заселении которого играет большую роль каскадное заселение с более высоких уровней, в том числе и с бейтлеровских. Полученная нами функция возбуждения этого уровня с бол! той точностью совпала с измеренной практически одновременно с нами японцами в экспериментах с пересекающимися электронным и атомным пучками.

Возможности импульсного метода с пространственно-временной разверт кой излучения были экспериментально продемонстрированы на измерениях излучения с уровня 7*3 атома ртути. Излучение с этого уровня, как и предполагалось С.Э.фришем и И.П.Залееочным, оказалось сложным. Наши измерения на переднем фронта икпулисд с использованием олнока-нального метода задержанных совпадений позволили получить запись собственно функции возбуждения уровня

а измерения после обрыва импульса длительности 1 мке дали функцию возбуждения всех уровней, с которых происходит каскадное заселение 7*3 уровня. Удаление ОТ'импульса показало, что в этих каскадных переходах есть

- а -

доля с большим временем жизни <~ 10 сек. Получена запись функции возбуждения этой части свечения.

Экспериментальная проверка предложенного хами метода измерения Функций возбуждения метастабильных и резонансных уровней атомов за счет передачи энергии дозбуждения атому примеси ударами 2-го рода на коротко живущие возбужденные уровни осуществлена нами на оснеше реакции

А* + В г; А + В 4 Л Е -*■ А +В + ^¿к. + & Е - **

Была использована передача возбуждения от уровня ртути на уровни натрия. Передача возбуждения с уровня ртути удобна тем, что форму Функции возбуждения этого уровня можно получить и непосредственным измерением излучения резонансной линии ртути Л 233,7 нм. Процесс же передачи энергии возбуждения в смиси ртуть-натрий подробно изучен при наблюдении сенсибилизироаанной флюоресценции и в разряде.

Результаты измерений двумя методами дали хорошее совпадение записей функции возбуждения в обоих случаях. Таким образом, мы подтвердили , что усиление яркости дублета натрия А 442,3/2,0 нм действительно обусловлено передачей энергии возбуждения от уровня

ртути на уровень 9*6 натрия. Эффективное время жизни уровня ртути определяете» также двумя способами — по послесвечению 6 Р, уровня ртути и по послесвечению усиленной линии натрия с 9*3. Эти измерения совпали в пределах погрешности измерений. Расчет

о

величины абсолютного сечения возбуждения 6 Р, уровня также дал результат, согласующийся с литературными данными.

Для проверки работы установки в условиях квазимонокинетизации электронного пучка в первую очередь важно оценить достигаемую мо— нокинетичность пучка. При амплитуде модуляции 2ВЙ нВ разброс электронов по энергиям не превышал (9,3 эВ, ко времени проведения экспериментов достигнутая нами монокинетичность была наилучшей. Проверка реботы установки в целом и отработка методики измерений проводилась путем исследования функции возбуждения спектральной линии ртути Л 54о,I нм, имеющей сложную структуру. Полученные нами ааписи воспроизвели всю эту сруктуру Функции, но с лучшим разрешением, чем эта была достигнуто ранее. Ряд добавочных подробностей.

+ ^л, ±

наблюденных нами в тонком строении оптической Функции возбуждения этой линии, впоследствии был подтвержден в работах с использованием конденсатора Юза-Рожанского, где была достигнута монокине— тичность электронов 0,13 — 0,2 эВ.

В этой жв главе излагаются результаты экспериментов по изучению возбуждения метастабилей и резонансно возбужденных атомов, обсуждаются причины интереса к этой проблеме. Первые опыты по возбуждению атомов ряда элементов электронным пучком проводились в 30-е годы. В то время были произведены обстоятельные исследования по возбуждение в первую очередь атомов инертных газов.' Однако, а виду малой чувствительности фотографической регистрации излучения, исследования проводились при значительных давлениях газа. Выло обнаружено, что в гелии Форма Функций возбуждения ряда уровней при энергиях электронов ^ 30 эВ зависит от д вления. Была высказана гипотеза, что эту зависимость можно приписать передаче энергии возбуждения за счет ударов 2—го рода между атомами гелия. Такое

-'3 I

об яснение требует сечений передачи ~ 10 см Однако, все процессы передачи энергии возбуждения,изученные методом флюоресцен—

,-1Ь Я,

ции и в разряде давали величины сечении таких процессов ^10 см . Поэтому нас в первую очередь заинтересовала возможность независимой проверки значений сечений передачи возбуждения в электронном пучке. Для этой цели нами был предложен обсуждавшийся выше метод. Все полученные нами величины эффективны» сечений возбуждения этих уровней не превосходили измеренные другими методами, что в частности, означает, что сечения передачи энергии возбуждения ударами 2-го рода не могут превышать их значения, приводимые в литературе. В то же время во все» наших измерениях передача энергии возбуждения ударами 2—го рода осуществлялась либо между многоэлектронными атомами, либо в столкновениях их с гелием, характерные сечения которых по крайней мере на 2 порядка меньше необходимых для об *яснения наблюдавшихся искажений формы функций возбуждения л'в уровней гелия.

В то же время, определение формы функций возбуждения и величин эффективных сечений электронного возбуждения метаста'бильных и резонансных уровней атомов представляет и самостоятельный интерес. Такие измерения проведены нами для уровней:

и б'рв ртути (смесь Нд - N3) ,

п «а

8 Р и 5 ^ криптона (смесь Кг - Нд)

21Б гелия (смесь Не - N6)

2*5 гелия (смесь Не - Сй).

Получены функции возбуждения А' р и уровней аргона

1 з

(Смеси Аг - Хе). Наши данные для уровней ртути 6 Ра до настоящего времени являмтся единственными, остальные данные подтверждены независимыми измерениями других авторов»

В третьей главе излагаются результаты исследований формы функ-

ций офзбуждения гелия вблизи порога возбуждения уровней.

На основании результата, полученного в предыдущей главе, было установлено, что временная развертка излучения позволяет разложить сложную функцию возбуждения на составляющие и получить сведения об эффективном сечении возбуждения отдельного уровня. Однако, изучение функций возбуждения ряда уровней ртути с использованием вре-

> I 3

менного анализа излучения, таких как & Ь ,£» С^ показа-

ло, что не всегда оказывается возможным произвести такое разложение. У спектральных линий с »тих уровней форма функций возбуждения практически остается неизменной как на переднем фронте импульса, так и после обрыва импульса, но тонкая структура на них наблюдается. Отсюда можно сделать два вывода: либо роль каскадных переходов

I 1

на уровнях вв и 6£ с верхних уровней мала, либо

наоборот, каскадные переходы полиостью определяют заселение рассматриваемых уровней и сами функции возбуждения и»"эмт сложную структуру.

Итак, оказалось, что экспериментальное определение хода функций вчз&уждвниа и величин эффективные сечений отдельных уровней даже с применением временной развертки излучения сталкивается с определенной неоднозначностью интерпретации результатов измерений. .Изучение же хода функций возбуждения спектральных линий гелия с использованием квазимонокинетизации электронного пучка выявило зависимость величины прнпорогового максимума на Функциях возбуждения некоторых линий от концентрации примесей! криптона, водорода, ртути. Таким образом, анализ получении:: данных указывал на то,' что при давлениях (10 -) тор существует не один механизм заселения уровней — соударение с электроном. И .в совместной статье с С.2>.Фришем и О.П. Бочковой нами было высказано предположение о большой роли ионно-

молекулярных образований в формировании засоленностей возбужденных состояний атомов. Дальнейшие усилия были направлены на экспериментальное обоснование высказанного предположения. Этому и посвящены следующие главы диссертации.

В четвертой главе описываются эксперименты по изучению величин эффективных сечений возбуждения нерезонансных уровней атомов в зависимости от условий в трубках возбуждения с целью выявить причины существования больших систематических искажений в их измерении! Как указывалось выше в первых работах по изучению функций возбуждения уровне.'! гелия было обнаружено, что некоторые уровни при энергиях электронов ^ эВ начинают заселяться нелинейно с увеличением давления газа. Наиболее ярко проявлялось влияние давления газа на форму функций возбуждения п^В уровней гелия. Собственные времена жизни этих уровней малы — от 14 не и несколько выше. Поэтому а качестве об екта, на.котором проводились наши основные измерения, были выбраны спектральные линии с уровней этой серии. Масштабы искажающего влияния давления газа на ход яркостей спектральных

линий можно охарактеризовать таким числовым примером! при изме—

-2,

нении давления газа в 17 раз (конечное давление 3,5.1(9 тор) яркость линий этой серии при энергии электронов 10В эВ возрастает в 9(3 - 1ВВ раз.

Все наши измерения были относительными. В качестве сравнения использовалась спектральная линия с верхним уровнем 4*5 , на яркости которой изменение давления не приводит к отступлению от ли-

-I

нейности вплоть до давлений 1В тор.

Было прослежено также искажение Формы Функций возбуждения спектральных линий с увеличением давления газа. Мерой их.формы взято отношение Х^^/IОказалось, что даже при малом давлении при энергии электронов 1В0 эВ "хвост* функции оказывается уже сильно приподнятым по сравнению с теоретическим.

Измерения в импульсном режиме с использованием временной развертки излучения показали, что форма функций возбуждения п уровней сильно изменяется от записанной на переднем фронте импульса Т " 1 мке, в конце с--"О и за задним фронтом (стробирующий- импульс

не), аналогично тому, как это происходила с ростом давления газа. Это означает, что искажающее форму функции избыточное заселение уровней имеет длительность большую, чем радиационные времена

¿шзни этих уровней. Такие записи функций возбуждения уровней гелия р различные моменты времени были получены впервые нами. В связи с тем, что функция возбуждения представляет собой зависимость Эффективного сечения О от энергии электронов, искажение ее формы при больших энергиях электронов означает, что О зависит от давления газа. Эту зависимость можно было определить. Оказалось что в области давлений <10 — 1В ) тор 0(р) линейно растет для всех изученных п^Ь уровней гелия. Как установил позже нас ван Раан измерениями в постоянном режиме работы электронной пушки, линейность 12 (р) для ряда уровней гелия, в том числе и для 4*В простирается вплоть до давлений л. 10 тор.

Итак, можно считать с достаточной достоверностью установленным,

I ч

что в гелии на уровнях п£, п£, пР экспериментально измеренные эффективные сечения возбуждения обнаруживают линейный рост с давлением газа в области малых давлений — до 10 ^тор. При этом скорость роста увеличивается с увеличением энергии электронов вплоть до 1 кэВ (до этих энергий проводились измерения).

Проведенные нами систематические измерения показали, что в об— -3 -I

ласти малых давлений (113 — 10 > тор во всех инертных газах эффективные сечения возбуждения обнаруживают линейный рост с увеличением давления газа. При этом проявляются общие черты этой зависимости - скорость роста увеличивается с увеличением энергии электронов. Наличие зависимости СНр) приводит во всех случаях к искажению формы функции возбуждения атомов. Наибольшая зависимость 0(р) наблюдается на линиях с уровней Б — конфигурации с наибольшими 1 и Л. В результате наших систематических исследований зависимости □(р) в инертных газах показано, что литературные данные, полученные при различных давлениях, укладываются в диапазон изменения □(р), определенный нами.

Предстояло выяснить, является ли это явление зависимости 0(Р) присущим только инертным газам или наблюдается при возбуждении атомов других групп. Для этой цели были выбраны в качестве объектов исследования пары металлов — кадмий и цинк. Измерения были проведены в диапазоне давлений (0,1 — 14),10 ) тор.

Оказалось, что зависимость 0(Р) на всех спектральных линиях, на которых она наблюдается, имеет общие черты. Во всех случаях выделяется отчетливый участок линейного роста при малых давле—

ниях, затем рост сечений замедляется и выходит на насыщение. Наиболее значительный рост сечений обнаружен на спектральных линиях с триплетных п'с и п^З уровней кадмия и цинка, а также уровней их ионов, принадлежащих обычной системе термов, форма (пункций возбуждения всех спектральных линий, на которых обнаружена зависимость 0(р> также искажалась с повышением давления - при больших давлениях поднимался "хвост" функции с увеличением энергии элект— ронов.

Необходимо отметить, что во всех газах и парах проводились измерения зависимости яркости спектральных линий от тока электронов в пучке и не наблюдалось никаких отступлений от линейности.

Поскольку зависимость 0(р) при малых давлениях проявляется на большом числе уровней атомов, то следует рассмотреть это явление в общем виде. Рассмотрим процесс привлекавшийся авторами до наших исследований:

X + е —» X + в', X + X -* X + X £ Д Е < * >

Это есть передача энергии возбуждения ударами 2-го рода от

к

некоторого неизвестного возбужденного состояния X с образованием

У*

нового возоужденного состояния, обозначенного X и являющегося тем состоянием атома, зависимость О<р> для которого изучается в эксперимента .

Более детальное рассмотрение возможности добавочного заселения уровней за счет раекции <1> позволило нам выяснить, какими свойствами должно обладать сечение уровня й , чтобы процессом (1) можно было бы объяснить наблюдаемые в эксперименте зааисмости. Оказалось, для того, чтобы кажущееся сечение изучаемой спектральной л>1нии О возрастало по линейному закону, вероятность передачи энергии возбуждения при столкновениях должна быть мала, а эффективное сечение передающего уровня не должно возрастать с увеличением давления. Как показывает анализ ситуации, реализующейся в действительности, наиболее заселенными уровнями, с которых возможна была бы передача возбуждения, всегда оказываются уровни, связанные оптическими пересечение возбуждения их всегда растет с увеличением давления газа. Так, например, в гелии для уровня з'р при изменении давления от

-> -г.

10 до 2.113 тор увеличивается на порядок, как показано Сент Джоном. Аналогичная картина для уровней, связанных с нормальным ол—

тическими переходами, наблюдается во всех инертных гааах, в кадмии и цинке. Следовательно, мы приходим к выводу о том, что попытка об яснения зависимости СНр) передачей энергии возбуждения ударами 2-го рода сталкивается с противоречиями.

В пятой главе приведен^ результаты изучения дли гельного после— свечения на спектральных линиях инертных газов, кадмия и цинка.

При условии возбуждения уровней только за счет электронного удара из основного состояния, в послесвечении спектральных линий с этих уровней проявляется одна компонента свечения со временам распада, совпадающим с радиационным временем жизни (без учета каскадных переходов). Вопрос о роли каскадных переходов в этих условиях рассматривался ранее Фришем, Яхонтовой, Запесочным. Было установлено, что в гелии каскадные переходы играют малую роль. Для спектральной линии с уровня 4'5 именно такое поведение и имеет месте. Во всем интервале давлений послесвечение этой линии остается неизменны.* и имеет длительность 90 не (что совпадает с радиационным временем жизни). Совсем иная картина наблюдается на уровнях п'Ь. При малых давлениях в послесвечении с этих уровней присутствует одна компонента свечения с длительностью 1,3-2 мке в то время, как Трдд. для этих уровней составляет 14-35 не. При увеличении давления в послесвечении появляется 2-я компонента, длительность которой зависит от давления газа, следовательно, определяется столкновениями с нормальными атомами. По мере увеличения давления процентное содержание этой короткой компоненты возрастает.

Аналогичные измерения были проведены в аргоне. Там также а послесвечении уровней, на которых наблюдается избыточный процесс оасе-лвния, были (зарегистрированы компоненты послесвечения с большими длительностями (порядка нескольких мкс). Наблюдались и компоненты, обусловленные столкновениями.

Исследования послесвечения на спектральных линиях кадмия и цинка, эффективные сечения которых наиболее сильно зависят от давления, привели к неожиданному результату. Оказалось, что во всех случаях кривые послесвечения имеют сложный вид. На них прослеживается существование компоненты с малым временем жизни и длительного послесвечения. Отличительной особенностью некоторых кривых является их немонотонный ход - на кривой имеется "горб" - максимум яркости.

¿»то послесвечение изучалось в зависимости от давления паров кад-

мия и цинка, энергии электронов и тока ■ пучке, от длительности возбуждающего импульса. Оказалось, что короткие компоненты после— свечения соответствуют собственному времени жизни изучаемого уровня. Уменьшение длительности возбуждающего импульса приводит к более четкому выявлению "горба" на кривых. Кроме того, доля длинного послесвечения возрастает с увеличением давления пароо и энергии электронов и мало зависит от тока в пучке. Иными словами, длительное послесвечение ведет себя также, как "избыточное" заселение уровней, наблюдаемое при возбуждении паров постоянным электронным пучком. Это свидетельствует о том, что длительное послесвечение и "избыточное" заселение уровней являются проявлением одних и тех же процессов. Предстояло установить природу этих процессов.

Пы направили свои усилия на детализацию изучения послесвечения с немонотонным ходом во времени. Существенное уменьшение зоны наблюдения и перемещение точки наблюдения вдоль длины электронного пучка показали, что картина послесвечения спектральных линий, соответствующая участкам пучка, удаленным на различные расстояния от электродов, различается. Кроме максимума, отвечающего импульсу электронного вокзбуждения, на них присутствуют в общем случае еще два максимума, времена формирования которых изменяются при перемещении точки наблюдения, как если бы они были обусловлены излучением движущихся пакетов частиц.

Для об'яснения наблюдаемой картины было высказано предположение, что перемещающиеся максимумы обусловлены свечением пакетов возбужденных частиц, движущихся вдоль пучка электронов навстречу друг-другу. Обязательно есть точка, где два максимума сливаются в один.

Опыты, проделанные с целью выяснения природы этих пакетов частиц, показали, что 4доль пучка движутся положительные ионы. В связи с тем, что наблюдение пакетов проводилось по излучению атомарных линий кадмия и цинка, в процессе своего движения в об'еме эквипотенциального пространства образовавшиеся частицы должны быть долгожи— вущими и распадаться (спонтанно или в столкновениях) с образованием короткожиаущих атомарных фрагментов.

Контрольные опыты по изучению поперечной локализации пучков — электронного и двух ионных, проведенные при наложении слабого магнитного поля, показали, что пакеты возбужденных долгоживущих ионов возникают вблизи тех участков электродов, ограничивающих прострамс—

тво столкновений, которые подвергаются воздействию электронного пучка. Обнаружена существование начальной скорости, ориентированной перпендикулярно поверхности электродов, у частиц, образующих пакеты.

На основе проведенного анализа с привлечением литературных данных был сделан вывод о том, чтр наблюдаемый нами срыв с поверхностей се- . ток электродов пакетов ионов может быть обусловлен »лектронна—стиму—, лированнон десорбцией (ЭСД).

Ко времени выполнения наших исследований явление ЭСД оставалось мало изученным. Было известно, что ЭСД в основном приводит к образованию атомарных ионов. ЭСД наблюдается не только с металлических, но и полупроводниковых и диэлектрических поверхностей. В последнее время в литературе появились данные по ЭСД инертных газов.

С теоретической точки зрения нет различия в процессе возбуждения или ионизации атомов при замене электрона на фотон. И действительно, к настоящему времени наблюдена и фотонно-стимулированная

десорбция ионов <фСД> масс-спектрометрическими методами, как с металлических, так и с неметаллических поверхностей.

Если максимумы добавочного свечения, наблюдаемые о послесвечении некоторых уровней кадмия, возникают за счет ЭСД с анодов электронной пушки, ограничивающих зону наблюдения, то можно создать условия, при которых можно наблюдать и пакет ионов от анода А^ ( расположенного ближе к катоду. Для этой цели необходимо подать на анод А^ достаточно высокий потенциал, несколько выше потенциала электродов Ад и А ^. В этом случае в послесвечении спектральной линии должен появиться еще один максимум, образованный пакетом ионов, сорванных с анода А^ . Действительно, такой максимум наблюдается. При известном распределении потенциалов и определенной геометрии трубки возбуждения можно оценить время прихода пакета ионов от анода А ^ в точку наблюдения.

В шестой главе описывается предложенный нами оптический метод масс-спектрометрии возбужденных нестабильных кластерных ионов, а также результаты, которые могут быть получены с его помощью.

Развертка во времени свечения спектральных линий, осуществляемая с помощью многоканального анализатора импульсов и градуированные перемещения зоны наблюдения позволяют построить график зависимости времени прилета ионов от расстояния, пролетаемого пакетом от места ого образования. Из графика определяется скорость ионов

в эквипотенциальном пространстве, а по задаваемой разности потенциалов между ускоряющими электродами определяется энергия ионов, приобретаемая ими в электрическом поле. С помощью этих данных можно определить удельный заряд иона m/ne.

Проведенные измерения с использованием предложенной методики показали, что в кадмии и цинке в заселении бейтлеровских уров—

о

ней ионов и атомарных триплетных n S участвуют возбужденные не— стабильные кластерные ионы вида Х^

Применение разработанной методики позволяет определять энергетические. пороги появления ионов, ход эффективности их образования в зависимости от энергии электронов, бомбардирующих поверхность, времена жизни нестабильных долгоживущих ионов.

Разработанный масс—пролетный оптический метод идентификации срываемых с поверхностей сеток ионов был применен к изучения процессов заселения атомарных и ионных уровней аргона. Оказалось, что за счет диссоциации возбужденного однозарядного кластерного иона Аг^ (в/пв ÎÛB) заселяются те возбужденные состояния атома аргона, на которых ранее была обнаружена зависимость Qlp) и длительные компоненты в послесвечении.

Было обнаружено качественное соответствие между выявленным ион-но-кластерным каналом заселения уровней и наличием зависимости Q(P) для этих уровней и длительного послесвечения. Ко времени проведения наших исследований не было сведений о срыве электронами ионов кадмия и цинка, полученных масс-спектрометрическими методами. Поэтому следующим этапом наших исследований явилось изучение срыва ионов с поверхностей сеток электродов а молекулярных газах, которые изучались масс-спектрометрически: Н^,В^ ,N^. Оказалось, что в водороде и дейтерии и ионном пучке, сорванном электронами с поверхностей сеток, присутствуют в видимой области только члены бальмеровской серии атома водорода, спектр ммплекул Н^ и D^ отсутствует. Определение масс—пролетным методом

удельного заряда ионов, заселяющих уровни бальмеровской серии водорода, показало, что электроны срывают с сеток возбужденные ионы

^jt J j

H. . Процесс страхования этих ионов линейно зависит от тока

-I

в пучке электронов и от давления газа вплоть до 10 тор.

Аналогичные измерения в азоте показали, что электроны срывают с поверхностей сеток в этом случае кластерные нестабильные ионы

- 18 -

к,*-* .

N 5 , которые диссоциируют в об'ем» на возбужденный молекулярный ион азота в состоянии .

При диссоциации ионов Н^* преимущественно заселяется уровень с п « 3 (где п - главное квантовое число! «тома водорода. При диссоциации иона N.. также проявляется особенность. Оказалось, что возникающие аа счет ЭСД' ионы N . имеют распределение по вращательным уровням, соответствующее в 1,5-2 раза более высокой температуре, чем аналогичные возбужденные ионы, образованные электронным ударом в об'еме - (энергия электронов одинакова).

Исследования, проведенные в аммиаке можно рассматривать в качестве примера того, как сочетание измерений при электронном возбуждении. гаэа и ионного режима работы электронной пушки с использованием масс-лролетмой методики, позволяет разобраться в сложном комплекса реакций, Протекающих в молекулярных газах.

Итак, электроны срывают с поверхностей сеток электродов кластерные ионы, которые затем спонтанно или в столкновениях распадаются. Проведенные оценки показали, что эффективность срыва по каналу ЭСД в некоторых случаях превышает эффективность возбуждения электронами в объеме или эти величины близки.

Все перечисленные эксперименты проводились, когда электроны воздействовали на сетки электродов. Представляло интерес выяснить, происходит ли срыв электронами возбужденных частиц с поверхностей, обладающих существенно иными свойствами. В качестве объекта исследования был выбран листовой никель и диэлектрик — стекло. В обоих случаях также наблюдались сорванные электронами пакеты ионов. На записях, полученных в присутствии стеклянной поверхности, наблюдалось помимо свечения в импульсе электронного тока еще два максимума в послесвечении - один от сетки электрода А ^, а второй, с широким распределением по скоростям - от поверхности стекла. На некоторых линиях наблюдалось лишь электронное возбуждение, запаздывающего во времени свечения не наблюдалось.

В результате нам удалось об ясютть и обосновать одну из причин избыточного заселения уровней в электронном пучке, ранее не рассматриваемую. Оказалось, что электроны не только возбуждают изолированные атомы в об еме, но одновременно срывают с поверхностей электродов возбужденные долгоживущие кластерные ионы, которые в об еме диссоциируют на возбужденные атомарные фрагменты в изучае—

мых состояниях.

В седьмой главе рассматриваются эксперименты по возбуждению 'гелия электронным пучком, свидетельствующие □ существовании процесса срыаа электронами с поверхностей сеток электродов нейтральных образований, которые также могут создавать ''избыточное" заселение уровней атомов в об'еме.

Использование предложенной нами оптической масс-пролетной методики позволило получить пучок возбужденных ионов гелия и записать спектр его излучения. Как и следовало ожидать, наиболее интенсивными в спектре оказалить спектральные линии с п^В уровней,

а заселение этих уровней происходило за счет диссоциации аозбуж—

1 и

денного нона Не^ . Это было проверено для изотопов 'Не и * Не. Эффективность срыаа за счет ЭСД этих ионов оказалась растущей с увеличением энергии электронов, как и процесс роста □<р>. Бремена жизни возбужденных кластерных ионов гелия оказались небольшими (при давлении гелия л-10 тор они не превыхали 1(90 не).Однако, результаты измерений длительности послесвечения спектральных линии с уровней указывают на то, что даже при низких давлениях уровни засылаются за счет развала долгоживуыих образований.

Кроме' того, многочисленные измерения, проведенные а с ¿мых различных условиях, позволили установить, что времена послесьечвния уровней а

п'О, определяемые из опыта, не являются постоянными оаличинами, они изменяются в зависимости от длительности возбуждающих импульсов, расстояний между электродами, ограничивающими зону наблюдений.Следствием этого должно быть изменение выхода яркости излучения спектральных линий с п^В уровней в зависимости от расстояний между электродами. И действительно, эксперимент подтвердил это предположение.

Поскольку,"избыточное" заселение уровней не определялось полностью диссоциацией ионных кластеров, оставалось предположить, что с поверхностей электродов в этом случае происходит срыв нейтральных образований Если это так, то они должны были бы проявиться и в излучении. В связи с таким предположением нами были предприняты поиски молекулярного свечени! в г в лии» и действительно, в области длин волн от 580 до ¿£>0 ни нами был обнаружен молекулярный спектр с хорошо разрешенной колебательной структурой. Путем тщательного анализа было установлено , что наблюдаемый спектр действительна принадлежит молекуле гелия. Были выявлены закономерности, которым подчинялось это молекулярное свечение. Были определи—

ны пороги появления наиболее ярки» полос, получены зависимости яркости полос от тока в пучке (наблюдалась линейность по току). Были определены также формы функций возбуждения полос, времена послесвечения. Так для наиболее яркой полосы А 640 нм имеет место немонотонный ход послесвечения и длительность его превышает 10 икс. Была также прослежена относительная яркость полос при изменении расстояния между электродами электронной пушки. Эти эксперименты показали, что молекулярный спектр оказывается более ярким в трубке с большим рсстоянием между электродами. Таким образом, наблюдается корреляция в поведении яркостей спектральных линий с п'б уровней и молекулярным излучением. Непосредственными экспериментами показано, что возбужденные молекулярные образования в гелии живут достаточно долго и процессы, связанные с их диссоциацией могут проявляться на расстояниях достаточно удален ных от места их образования. Следовательно, количество срываемых электронами комплексов будет определяться количеством атомов, адсорбированных на поверхностях сеток электродов. Из литературы следует, что Физическая адсорбция газов на поверхностях электродов должна возрасти

с понижением температуры поверхности. И действительно, опыты по выяс—

3

нению зависимости избыточного заселения п В уровней от температуры показали, что она возрастает с понижением температуры. Аналогично вв— двт себя и яркость молекулярных полос.

Полное сходство поведения яркостей атомарных линий в аргоне, указывает на то, что и в случав аргона основная роль в заселении атомарных уровней принадлежит кластерным образованиям.

Исходя из всего вышеизложенного видно, что наилучший способ избегнуть влияния распада возбужденных нестабильных долгоживущих клас—■ терных образований на интенсивности Ьпектральных линий это, во-первых , регистрировать свечение из возможно более удаленной зоны пространства наблюдений от поверхностей электродов, и, во-вторых, регистрировать свечение от возможно более короткого возбуждающего импульса и проводить- измерения за время действия этого импульса или на его переднем фронте. Коротким можно считать импульс, сравнимый или несколько меньший по длительности со временем жизни изучаемых уровней. Частота следования импульсов должна быть выбрана такой, чтобы за время между импульсами успевали релак— сировать все дополнительные процессы заселения уровней.

Таким образом, нами была обнаружена причина появления "избы—

точного" заселения возбужденных состояний атомов и сформулированы методические критерии по корректному измерении сечений возбуждения.

Следующим этапом явилось практическое приложение результатов исследований к измерению сечений возбуждения уровней. Б качестве об екта были выбраны наиболее глубокие уровни инертных газов,излучение с которых попадает в видимую область спектра — такие как уровни гелия с главным квантовым числом п » 3—6 и Р уровни остальных инертных газов с п » 3 — ¿>. Полученные нами величины сечений возбуждения оказались близки к данным других авторов в тех случаях, когда для них достаточно полно учтено каскадное заселение и значительно меньше (в 2 — 10 раз), если такой учет не был произведен.

Ео всех случаях наши абсолютные измерения произведены с погрешностью ^35'/., относительные — 1 ИХ.

В восьмой главе рассматриваются практические возможные приложения явления десорбции электронами нестабильных возбужденных кластеров с поверхностей твердых тол. Указывается также на возможность десорбции Фотонами аналогичных долгоживущи;: кластерных образований.

Из всех возможных практических приложений ЭСД возбужденных нестабильны» кластерных образований мы считаем два!

1. Возможность привлечения этих процессов к объяснению неста— бильностей в верхних слоях атмосферы. На основе анализа экспериментальных литературных данных можно показать, что многие противоречия в о^эяснении наблюдающихся явлений верхней атмосферы <ее свечения) могут быть устранены, а некоторые явления поняты, если ввести в модельные представления еще одну компоненту пылевые, аэрозольные частицы, с которых и становится возможной ЭСД и ФСД возбужденных дмолгоживуцих кллстерных образований.

2. Явление ЭСД и ФСД возбужденных нестабильных кластерных образований может быть привлечено к объяснению свечения оболочек искусственных спутников, поскольку на их поверхности присутствуют адсорбированные атмосферные газы.

- 22 -

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. В области совершенствования и разработки новых оптических методов исследования, использованных в дальнейшем для решения основной задачи работы, нами сделано«

а. Разработан метод изучения абсолютных значений сечений и функций возбуждения с'использованием пространственно-временного анализа излучения, позволяющий в большом числе случаев измерять непосредственно функцию возбуждения энергетического уровня атома электронным ударом, не искаженную каскадными переходами и любыми непрямыми процессами заселения.

б. Разработан .оптический метод измерения функций возбуждения и сечений метастабильных и резонансных уровней атомов, основанный на..селективности передачи энергии возбуждения за счет ударов 2—го рода между атомами.

в. Предложен оптический метод определения удельного заряда и времен жизни кластерных нестабильных ионов, образующихся за счет электронно-стимулированной десорбции (ЭСД) с поверхностей твердых тел. Этот метод можат быть использован и для анализа по массам ионов, образующихся и 8 объемных процессах ■ плазме.

г. Усовершенствован метод квазимонокинетизации электронных пучков путем автоматической регулировки интервала энергетического разброса электронов и автоматической записи светового сигнала, определяющего функцию возбуждения спектральных линий атомов.

Впервые получены следующие результаты на основе практического использования разработанных нами методов исследования!

1. Проведены систематические измерения величин абсолютных значений сечений и энергетического хода функций возбуждения для 6 уровней гелия с п ■ 3, 10 уровней неона, 27 уровней аргона, криптона и ксенона, ряда уровней иона аргона, отдельных уровней кадмия и цинка , молекулярного иона азота, с использованием пространственно-вре- . немного анализа излучения.

2. На примере изучения функции возбуждения спектральной Линии ртути Д 546,1 нм (верхний уровень 7*Б) показаны практические возможное-

ти методов квазимонокинетизации и временного анализа излучения, позволяющие получать непосредственно функцию возбуждения энергетического уровня, а также детализировать излучение с более высоко расположенных уровней, непосредственному изучению которых препятствуют возможности измерительной техники.

3. Получены значения абсолютных величин сечений и функций возбуждения метастабильных и резонансных уровней гелия, аргона, криптона, ртути.

4. Детально изучено влияние давления газа на процессы возбуждения энергетических уровней атомоо инертных газов, кадмия и цинка а электронном пучке. Экспериментально установлено, что во всех перечисленных элементах при малых давлениях (1В -10 ) тор наблюдается для ряда возбужденных состояний зависимость величины, характеризующей сечение возбуждения электронным ударом, от давления газа. Установлено, что в ряде случаев зависимость Q(p) привадит к искажению измеряемого сечения более, чем на порядок, т.е. систематическая ошибка может составлять более 1000Х.

5. Проведен анализ полученного нами экспериментального материала, на основе которого делается вывод об ионно—молекулярной природе "избыточных" процессов заселения возбужденных состояний атомов, обусловленных электронно—стимулированной десорбцией долгоживущих возбужденных кластерных ионов с сеток электродов, ограничивающих зону наблюдения, а также с поверхностей других металлов и диэлект— . риков.

6. Проведено изучение характерных особенностей ЭСД кластерных долгоживущих возбужденных ионов с сеток электродов в молекулярных газах Н^ , Dt , N^ ,NHj , инертных газах, в парах кадмия и цинка. На основе измерений установлено, что а молекулярных газах электро-

^ ^ ^ Уф « ^ I

ны срывают ионы Hj , D-j ,Nj , (NHj)j , а а инертных газах, кадмии и цинке - ионы * (где X - Не, Аг, Cd, Zn). Определены энергетические пороги образования перечисленных ионов, времена жизни их различных возбужденных состоянии'!, энергетический ход эффективности образования ЭСД—ионов. Рассмотрены возможные» каналы Фрагментации этих ионов.

7. Высказана возможность практического приложения обнаруженного нового канала образования атомарных возбужденных состояний за счет диссоциац>1и ЭСД— и фСД-ионов (кластерных возбужденных обра—

зований) к о£ ясненим Физических процессов адсорбции и гетерогенного катализа, а также процессов в верхних слоях атмосферы.

В результате проведенных исследований, изложенных в работе, создано новое направление:

Определение Эффективных сечений уровней атомое, молекул и их ионов при возбуждении Их электронами с использованием пространственно-временного анализа излучения.

Основные результаты, представленные в диссертации, опубликованы в следующих работа»:

1. Богданова И.П., Гейци И.И. О возможности измерения оптических Функций возбуждения при помощи модулированных электронных пучков// Изв. АН СССР, сер. ©из. 1963, т.27, с. 105-107.

2. Богданоаа И.П., Парусин В.Д. Изучение оптических Функций возбуждения методом счета совпадений // Опт. и спектр. 1966, . 21, с. 252-254.

3. Богданова И.П., Яхонтова В.Е. Временные характеристики процессов заселения возбужденных уровней ртути.// Опт.и спектр. 1967, т. 22, с. 14-16.

4. Богданова И.П., Яхонтова В.Е., Цыганов Й.Б. Анализ на ЭВМ кривых послесвечения при возбуждении газовой мишени электронным пучком.// Опт. и спектр. 1980, т. 4а, с. 464-46S.

5. Богданова И.П., Гейци И.И. Влияние примесей газов и паров на Форму функций возбуждения спектральных линий гелия.// Опт.и спектр. 1964, т.17, с. 151-153.

6. Богданова И. П., Марусин В. Д. Определение эффективного сечения 2*S состояния гелия.// Опт. и спектр. 1969, т. 27,с. 724-727.

7. Богданова И.П., Марусин В.Д. Изучение функций возбуждения уровней ртути в смеси натрий-ртуть.// Опт. и спектр. 1971, т.31,с.339-344.

a. Bogdanova I.P., Marussin V.D.,Jachontova V.E. The investigation от cross sections pressure dependence.// ñbstr. 6 ICAP, Riga, 1973, v.2, p. 20-21. 9. Богданова И.П., Марусин В.Д. Определение эффективного сечения возбуждения 2®S уровни гелия.// Опт. и спектр. 1975, т. 36, с. 139-191.

10. Богданова И.П., Марусин В.Д. Температурная зависимость сечения разрушения метастабильных атомов гелия атомами криптона и ксенона.// Опт. и спектр. 1973, т.34, с. 1023-1026.

11. Богданова И.П.,Марусин В.Д., Яхонтова В.Е. Определение концентрации ионов в электронном пучке, проходящем через газ.// ЖТФ, 1972, т. 42,с. 2508-2515.

12. Богданова И.Г>., Парусин В.Д. Зависимость эффективности переноса возбуждения в гелии от температури газа.// Опт. м спектр. 1970, т.28, с. 645-ь49.

13. Богданова И.П., Марусин В.Д.-, Яхонтова B.C. Некоторые особенности возбуждения аргона медленными электронами.// Опт.

и спектр. 1978, т. 44, с. 651-657.

14. Богданова И.П., Рязанцева C.B., Яхонтова В.Е. Изучение особенностей возбуждения уровней цинка медленными электронами.// Опт. и спектр. 1981, т. 50, с. 444-447.

15. Bogdanova. I.P. , Нагиasin V.D. Excitation -functions of Meta-stables .// Abstr. в ICPEAC, Beograd, 1975, p. 24.

16. Богданова И.П., Рязанцева C.B., Цыганов А.Б., Яконтооа В.Е. Влияние электронно-стимулированной десорбции на заселение возбужденных состояний кадмия в электронном пучке.// Опт. и спектр. 1981, т.SB, с. 1009-1011.

17. Богданова. И.Л. , Рязанцева C.B., Яхонтова В.Е. Наблюдение ионно—молекулярной компоненты в заселении различных уровней кадмия и цинка.// Опт. и спектр. 1980, т. 49, с. £51-854.

18. Богданова И.П. Роль ионно—молекулярных реакций в заселении возбужденных атомарных уровней кадмия и цинка.// Сб. "Процессы переноса энергии в парах металлов", Рига, 1981,

с. 25-43.

19. Богданова И.П., Цыганов А.Б. Спектр излучения, обусловлен— ный диссоциацией ифнов Hj .// Сб.тр. 8 ВКЭАС, 1981, С. 140.

20. Богданова И.П., Яковлева В.И. Наблюдение диссоциации ионно— молекулярных образований аргона в электронном пучке.// Опт. и спектр. 1982, т. 52, с. 226-230.

21."Богданова И.П., Рязанцева C.B. Наблюдение электронно—стимулированной десорбции возбужденных ионов кадмия с поверхности стекла оптическим методом.// Опт. и спектр. 1983, т.54,

с. 751-755.

22. Богданова И.П., Рязанцева C.B., Яхонтова В.Е. Наблюдение ионной компоненты послесвечения линий кадмия и цинка при электронном ударе.// Опт. и спектр. 1980, т. 49, с. 851-854.

23. Богданова И.П., Рязанцева C.B., Цыганов А.Б., Яхонтова В.Е. Изучение ЭСД возбужденных молекулярных ионоа кадмия оптическим методом.// ЖТЦГ, 1982, т.52, с. U51-11S5.

24. Богданова И.П., Ефремова Г.В., Яковлева В.И. Изучение процессов диссоциации аммиака электронным пучком.// Опт. и спектр. 1982, т. 52, с. 967-969.

25. Богданова И.П., Юргенсон C.B. Изучение функций возбуждения уровней атомов и ионов кадмия с использованием временной развертки излучения.// Опт. и спектр. 1986, т. 61, с. 20-23.

26. Богданова И.П., Юргенсон C.B. Сечения прямого электронного возбуждения уровней атомов> измерения с использованием импульсного электронного пучка и временной развертки излучения. Гелий.// Опт. и спектр. 1986, т. 61, с. 471-472.

27. Богданова И.П., Шргенсон C.B. Сечения прямого электронного возбуждения уровней атомов, измерения с использованием импульсного электронного пучка и временной развертки излучения.

2. Аргон.// Опт. и спектр. 1987, т. 62, с. 471-472.

28. Богданлова И.П., Юргенеон C.B. Сечения прямого электронного возбуждения уровней атомов, измерения с использованием импульсного электронного пучка и временной развертки излучения.

3. Криптон.// Опт. и спектр. 1987, т.62, с. 713-714.

29. Богданова И.П., Шргенсон C.B. Возбуждение ионов аргона импульсным электронным пучком из основного состояния атомов.// Опт. и спектр. 1987, т. 34-37.

30. Богданова И.П., Шргенсон C.B. Сечения прямого электронного возбуждения уровней атомов, измерения с использованием импульсного электронного пучка и временной развертки излучения

4. Ксенон.// Опт. и спектр. 1991, т. 7В, с. 486-487.

- 27 -

Сечения воабуждения уровней «томов инертных газов электронным ударом, полученные в работе

Уровень Е, эВ .....и 0.10 ск

Ыш А г Кг Хе

пр » §/2^ макс. 24 32 26 а

12В 16 30 20 3

200 10 24 16 4

"Р' Е'З, макс. 3 1в 18

1(90 2 в 4

200 1 7 2

"Р макс. 2 16 31 42

юо 2 12 23 26

200 1 9 19 17

пр» §/2)^ макс. 6 37 33 12

100 4 13 22 а

200 3 10 9 6

пр» (ЗУ^ макс^ 3 16 2*

ЮО 3 17 2

200 1 5 »

пр (з/Ц^ иакс. 9 17 17 12

100 6 10 10 7

200 4 9 3 6

пр макс. 3 19 24

100 2 И 13

200 1 9 12

"Р &/1)2. макс. 7 24 81

100 3 9 49

200 2 а 40

пр (5/Ц3 макс. 6 39 35 *

ЮО 2 ' 4 3

200 1 3 1

пр (1/2)| макс -100 200 Л 2 1