Колебательное возбуждение и диссоциация молекул в газоразрядной плазме среднего давления тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.05 ВАК РФ

ЙослпЪки А.кг£«м1'якдук

____."Г___

д^ЮЦдш

ордгка лвгакл к огдшл ою-леп-сгоя ггммпкик

ФШШЧЕСКНЙ ИНСТИТУТ

KMEiSít пл. ¡-.sЗЕдгал

На правах рукописи УДС 537.525

КЕРШШОЗ Мурзабек Асылбекпвнч

КОЛЕЕ&ТЕЛЫЮЕ ВОЗВУНЩШ И МОЛЕКУЛ В ГАЗОРАЗКЩОИ ПЛАЗНЕ СРЕДНЕГО, ДШЕКШ (Специальность 01.04.05 - Оптака)

ABTOPSSSFAT диссертанта на сояеканиэ ученой степени кандидата фпзшсо-»<зтен8таческях наук

Москва - 1993 год

Работа вздалнепа ■ в отделе Оптики газнотег-поратуриой плазма Отделения Огггася Физического игстатута ем.П.Н.Лебедева РАН Научкш руководители: доктор фазико-ыатег-егическпх наук

профзссор

ОЧКИН Владимир Николаевич кащвдат физико-катеттических наук ведущий лаушагй сотрудник САВИНОВ Сергей Юрьевич Официальные оппонента: доктор фазшсо-матеиатическах наук

профессор

СВИБИДЕНКОВ Эдуард Алексеевич профзссор

доктор физико-математических наук ®ВДМ Александр Аркадьевич

Ведущая организация: Институт Общая физики РАН

.. /У» гУЛИЛ

Задета'состоится "Ц" М^г^л 1еЭ2 г. в_¿_ час. кш.

та заседании специализированного Совета К СОВ.39.01 Физического института км.П.Н.Лесйдева РАН по адресу:

Москва» В-333. 117024, Ленинский проспект, 53 С диссертацией мокко ознакомиться в библиотеке Физического института РАН

Автореферат разослан

./у» ЛОЛ

1992 г.

УчекнЗ секретарь специализированного Совета, казщщат фаз .„-мат.наук

В.А.Чуешюв

ННгЛ

яссергаций

ОЕЩЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теш

В послэддае время заметно возросло число исследований молекулярной газоразрядной плазмы при среднем давлении (р-100 Горр) плазмообразуодэго газа. Это связано преаде всего с пэрспэктивпос т ью ее использования в качестве активной среда для волноводннх гюленуляршх лазеров, мощных ппазмохимических реакторов, в системах плазменного травления и пр. Подобные объекта характеризуется высоким удельным зшрговкладом за времена, порядка времени релаксация, сравнимым с энергией диссоциации молекул. Такая онсргояапряженность оказывает существенное воздействие на протекание физико-химлческзк процессов в плазме, приводит к возншновениэ больших пространственных неоднородноетей. Основная доля энергии, запасенная в плазме, локализуется в колебательных степенях свобода молекул плазмообразуэдего газа. В этой связи особую взяность приобретают работы, связанные с исследованием колебательного возбуждения молекул. Они важны для развития представлений о кинетике неравновесной молекулярной плазма, изучения плазмохимяческш: и фотохимических процессов, а танаэ при разработке, конкретных устройств с плазменными средами.

Наиболее полная информация может быть получена спектральными методами. В настоящей работе для этах нелей развивается комплексный нетод исследования колвбателыю-возбузденннх молекул в низкотемпературной плазма, включаггге! в себя классическую эмиссионную спектроскопию видимого к ультрафиолетового

диапазонов» ИК абсорбционную. спектроскопию с применением частотноперестраиваемих диодных лазеров, . спектроскопии когерентного шшютоксова рассеяния света. Применение указанной методики позволяет изучать особенности распределения дппояыю-активвык к дипол'ьно-нвактивнах молекул по колебательным. уровням как в основном, гаге и в электронно-возбужденных состояниях с высоким спектральным к пространственным разрешенном.

.Знание колебательна* распределений молекул в основном состоянии ii Электрекно-ВОЗбуЕХОНШХ состояниях даст возможность определить роль релшссадио;шых столкноеттелышх процессов при формировании энергетических распределений алектрошо-возбуядйнтм иолекул. Это ватою для развития методов диагностики плазма среднего давления по электронно-колебательным спектрам молекул. Подобное исследование проводится для молекул мг и со» спектры которых традиционно используется при диагностике плазма.

В рачках данной работы нами также изучается роль колебательного возбуждения пря диссоциации молекул. Высокое пространствен»» разревеяш применяемой методики, позволягдее приводить локальные измерения параметров плазмы, дает возможность исследовать практически валшй процесс плазмохикяческой диссоциации угле икс ко го газа в СВЧ разряда, вчявить влияние на него пространственной неоднородноети объекта.

Цель работы

I.Реализация комплексного мзгода исследования коязбательно-возбуздешшх далольио-актившх п диполыю-иоагттшх молекул в

низкотемпературной плазкз на основе классической эмиссионной я лазерной спектроскопии, позволяюеою проводить измерения с высоким спектральным и пространственным разрешением. *

2. Изучение ккнегаки формирования колеоателыых распреде-лэний электронно-возбуздендах ' молекул пг(с'п) м со(л'п) в условиях плазма среднего давления, когда радиационное время жизни молекул т становится" больше среднего времени маяду газоккке-•гическимя столкновениями -г .

о

3. Исследование роли колебательного возбуждения в процессе диссоциации молекул со., в плазно СВЧ разряда при средних давлошях, пзучишэ влияния на него пространственной неоднородности пляэю.

Научная новизна

1. Проведешь независимые измерения колебательных распределений явухатоишх колзкул я со как в основном, так п в электронно-возбужденном состояниях в широком интервале экспериментальных условна. Установлена взаимосвязь этих распределений.

2. Определена сечения »т-релаксацаи , электропно-возбувденннх молекул к,(с^п) и со(л'п). Показано, что механизм релаксации отличается от механизма Ландау-Геллэра.

3. Проведены лекальные измерения параметров молекулярной составляющей плазмы СВЧ разряда (т, я т ) в сог , а тахге плотности молекул [со]-продуктов плазмохимичэского разложения углекислого газа. ООнарукена зачэтная асимметрия в

пространственных распределениях указанных величин с большими значениями со стороны падения СВЧ волны.

4. Экспериментально обнаружен обратный изотопический эффект при колебательно-колебательном обмоно энергией между молекулами в неравновесной плазме. Так в области больших энерговкладов при ллазмохимическом разложении углекислого газа в СВЧ разряде степень конверсии 1гс%г в 1гс,5о заметно превышает степень конверсии ,3с15ог в ,эс1бо.

Практическая значимость

1. Развита комплексная спектральная методика для исследования колебательно-возбувденных дтюльно-активкых и дилольно-неактивных молекул как в основном, так п в электронно-возбужденных состояниях, при этом измерения проводятся с высоким спектральным и пространственный разреаением.

2. Предложен метод определения колебательных тв;-жзратур молекул в основном электронном состоянии по относительным интенсивности!»! колебательных полос электронных спектров двухатомных молекул, не требующий информации о функции распределения электронов по энергиям и позволяющий учитывать влияние столкновений молекул,

3. Экспериментально обнаруяеный обратный изотопический эффект при плазмохимическом разложении углекислого газа может быть перспективен для разработки промышленных методов разделения стабильных изотопов.

Защищаемые положения-

1. Развита методика исследования неравновесной молекулярной плазмы, включающая в себя классическую эмиссионную спектроскопии видимого и ультрафиолетового диапазонов, ЙК абсорбшганнуи спектроскопию с применением частотно-перестраиваемых диодных лазеров (ДЛС). спектроскопия когерентного антистоксова рассеяния света (КАРС). Указанные метода взаимодополняшяе, они позволяют изучать поведение дапольно-активных и дипольно-неактивных молекул как в основном, таге и в электронно-возбужденных состояниях с высоким спектральным и пространственным разрешением.

2. Установлено, что для электронно-возбужденных молекул ^(с'п) и со(а'п) абсолютные величины сечений уг-релаксацни <**" ч в Ю4.. ЛО6 раз больше аналогичных величин для молекул в основных электронных состояниях. Механизм ут-релаксации электронно-возбужденных молекул отличен от механизма Ландау-Теллера на что, в частности, указывает отсутствие температурной зависимости

а*» .

3. Предложен и реализован метод определения колебательных температур молекул в основных электронных состояниях по относительным интенсивностям колебательных полос электронных спектров двухатомных молекул, не требуший информации о функции распределения электронов по энергиям.

4. Показано, что при плазмохимическом разложении углекислого газа в СВЧ-разряде наблюдается значительная колебательно-поступательная неравновесность ту > и заметная асимметрия в распределении параметров плазмы по сечению разряда с большими значениями со стороны падения СВЧ-волнн. При давлениях

СВЧ-волны приводит к заметному провалу в пространственных распределениях параметров молекулярной компоненты плазма {тч и т^} и степени диссоциации С0г в центральной зоне реактора. 5. Экспериментально обнаружен обратный изотопический эффект при колебательно-колебательном обмене энергией между молекулами в неравновесной плазме. В области больших знерговклздов при плазмохимическом разложении углекислого газа в СВЧ-разряде степень конверсии ,гс 15ог в ,гс% заметно превышает степень конверсии 1Эс'£ог в ,3с15о (в частности при л - 8 Дз/см3 - в 2,5 раза).

Апробация работа

Материалы работа докладывались на Всесоюзном семинаре по высокочастотному пробоа газов (Тарту, 1989), Выездной сессии Научного совета АН СССР по физике низкотемпературной плазмы (Фрунзе,- 1989), Созидании-семинаре "Спектроскопия низкотемпературной плазмы" (Петрозаводск, IS90), Международном симпозиуме по когерентной рамавовской спектроскопии (Самарканд, ISSO), vi и Всесоюзной конференция по физик© низкотемпературной плазмы (Минск, 1991).

Структура и объем дяссэртациа

Диссертация состоит нз введения, трох глав и аавляченая, солеогкт 152 сттакиш. 34 сисккса. 3 таблица и библиогоаЬпю ез S6 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении о<3основываегся актуальность теш исследования, сформулирована цель раОогн, кратко изложены содержание материала глав, приводятся основные полокенпя, наносимые на защиту.

Первая глава - методическая. Содержит краткое описание метода КАРС. Приводятся основные соотношения,' позволяппие получать значения колебательных и вращательная температур по измерениям интенсивности линий КАРС-слектров.

Описана схема КАРО-спектроштрз на основе гапулъсно-пэриодичвского иа-Уац лазера (длительность импульса -10. не, частота следования импульсов 20 Гц). Вторая гармоника (х=532 ил) применялась в качестве опорного излучения с частотой (энергия в импульсе «35...50 мДя)• Этим ие излучением накачивался лазер на красителе, перестраиваемый в области 550»640 им. Излучение лазера на красителе (-1...3 мДз) смешивалось с излучением <>1 и фокусировалось в исследуемый объект. Полезный сигнал «э отфильтровывался монохроматором от лазерного излучения и регистрировался фотоумножителем ФЭУ-79. Спектр записывался на ленте потенциометра после предварительного накопления стробоскопически.', интегратором. Спектральное разрешение определялось ширинами линий излучения лазеров и составляло -0,2 см"'. Продольное пространственное разорешение составляло -I...3 мм, поперечное - 0,1 мм. Чувствительность установки позволяла регистрировать -Ю'3 частиц на уровне. Динамический диапазон регистрирующей системы с использованием набора нейтральных светофильтров составлял ~106.

Пригодится краткое описание метода МК абсорбционной спактрос1сопни на основе частотно-перестраиваемых диодных лазеров. Описана специфика регистрации спектров поглощения и их'обработка. Лается схема спектрометра и его характеристики. Диапазон плавной перестройки используемых -лазеров на солях сипла rbsse -10 см"', диапазон перестройки отдельного лазера -ЗС0 см-1, рабочая область 1250...2500 см"', разрешение 10~4 см"1, мощность в одной шдо 10...1000 мкВт, диапазон рабочей температуры лазеров 10...120 К, быстродействие системы регистрации ~10 не, скорость перестройки частоты I03.. ЛО6 cM'VceK, попзречяое разрешение для аксиальио~с15шетр51чного объекта длиной -10 см составляет I ш.

Описана схема классического эмиссионного спектрометра, дано хфаткое описание метода и необходимые соотноиошя для нахождении колебательных раецределешй молекул в электронно-возбуядэнных состояниях. Установка создала ка базе спектрографа ДФС-8, • обратная дисперсия 3 А /т в первом порядке при дифракционной решетке Í200 шгр/м.1. Регистрация спектров - фотоэлектрическая.

Исследования проводятся в плазма тлеющего и СВЧ разрядов. Тлещий разряд организовывался в охлалдаегюй проточной водой стеклянной разрядной трубке с внутренним диаметром - 8 да, полная длина трубки - 105 км, длина разрядной зоны по оси - 90 мм, электроды вынесены в боковые отростки. Давление газовой смеси . са-мг-яе-хе-о2 (1:4:15:0,5:0,00) Р=5...300 Торр, смесь типична для со лазеров. Токи разряда - i=5...40 мА.

СВЧ разряд применялся при изучении роли колебательного возбувдения при- диссоциации молекул углекислого газа. Генератором СЗЧ излучения слукил иагнетрон M-57I, мощность излучения -..2 кВт, частота f=2,4 ГГц, параметры вояноводного тракта -

ri

90я45 iff/. Разряд 0РГШЕ130ВШШ1СЯ В p0xem9 бОГУСОЙ еол1ш в квасцовой трубке диаметром 2? т. пересекавшей волновод пзрпопдзиулярно ого широкой с тонне. Мощность изморилась по HarDOEV волн в кагогаметрической нагрузке. Для стабштзаппи разряда ка оси трубки применялся газорасгоедолитвль. пшшагиий потоку газа тангеншилыгоп составляют«) скотзости.

Вторая глава посажена изучении кинетики Формирования колебательных распрэделоннй молекул «г и со в условиях плазмы стедлого давления.

Методами КАРС и МС били изучены колэбательше распределения молмсул в основном 0лзктр0 пегом состоянии ГГг(Х1Е) и co(x's) в штазкэ разряда типичного для со лазера в диапазоне давлэкгЛ газовой скэси со-нг-нв-хе-рг (1:4:15:0.5:0,03) Р=5...300 Toed при

двух значениях разрядного тока 1=5:15 мА. Из.чэоеш газовая т п

s.

колебательные томператvph.

Знание колебательных температур т"г и т" молекул н^х'х) и со (я'х) в основном электронном состоянии, а такае значений газовой температуры т в широком диапазоне условий позволило

8Г

вгоспосямэнташю проверить соотношение . Тонгаоа. сбязивакиее колзбатольнпэ температуря галэотл с разными кванташ е'^ и sj0» В условиях данной работы указанное соотношение выполнялось в пределах' погрешности измерений (<«3")-.

Независимо методом эмиссионной спектроскопии для тех же условий определялись колебательные распределения злоктронно-возбухденннх mojiokvji м2(с^) и со(л'п). Измерения велись по относительным интексивностям колебательных полос 2* систем: г>'„(с3н-[А переход) и 4+ системы со(л1л-х'г переход). В условиях

С

плазма тлевдзго разряда возСуздешаю электронные состояния молекул, кшс правило, заселяются прямым влактроннш ударом, а опустошается за счет радиационного распада. В этом случае заселенности колебательных уровней молекул в основном и возбукденных электронных -состояниях связок соотношение?.! баланса

const А„

«у Vv- fX"v> V .■ »>

где 4y„v, - фактор Франка-Кондона, fs<Ey„y.) - функция paciipoделения электронов по внергиям, - пороговая энергия

возбуждения для перехода v"-»v.

При давления р > 10 Topp использование зондовых методов для измерения функции fjE), ica¡c известно, не дает надэкноа информации- В связи с этим *в(в) рассчитывалась на основе .численного решения уравнепия Больцмана. Для повышешя надежности расчетов, привлекались экспериментальные значения величин газовой . температуры, т , приведенной напряженности электрического поля е/м (к - полная плотность газов) и засоленностей колебательных уровней молекул и2(х'з:) п co(x's) для корректного учета ударов второго рода. Сравнение экспериментально полученных п рассчитанных колебательных температур ■ молекул нг (ch¡) и со (д'п) показало их совпадение в области давлений р s 120 Topp. Для давлений р > 120 Topp измеренные колебательные температуры ту!?г и ниае расчетных. Показано, что это связано с проявлением ' процессов чт релаксации электронно-возбугденных молекул. В предположении одноквантовости процессов vt релаксации была составлена система кинотических уравнений, решение которой позволило определить эффективные сечения в этой релаксации для молекул Hg(c%) а со(л'п) в диапазоне давлений р = 120...300

Тсгоо и газовых'темпеоатго т >-- Е00...1200 К. Подучошого

в

результата показали, что вся совокупность эксшои>юнталыщх

саспсешэлоний н (сЗв) хотело опксывавтся набором сочений "у".,.

но зависящих от г : а

= <0.П±0.01 >Аг; о**! = (0.23лО.ОЭ)Аг: о*™ = (0.34±0.08)Аг; с*« г, (0.32±0.08)Аг Аналогичные результаты былл получены и для со (л1а)

- (0.4±0.1Иг; = (0.8±0.2)Аг: ог^' = (1.3±0,4)Аг: = (1.7±0.5)Аг: о!" * (2.2*0,5)Аг: о*" = (2.7±0.7Пг

43 £4 Ь5

Абсолютные величины сечэниа оказались в Ю4... 106 саз болыло аналогичных величин для молекул в основной электронном состоянии. Величина сечешй для наядой молекулы приблизительно связшш между собой соотпожзшюм ч~а'о' Отсутствие темпосатуташх

зависимостей а®1' . в диапазоне (БОО... 1200 К) указывает ш отлична исследуемого механизма телаксашш от механизма Ландау-Теллэса.

В пседиествуЕшн шботах было пвеялоЕоно использовать соотношение типа (I) для восстановления вастюдэлениЯ н^ и нахождения колебательной темпеоаттон молокул в' основном элоктоонном состояки по виду колебательных васпсодолений мт> в возбуядэнных элзктсопшх состояниях. Пси этом шобходяма ийошашй о виде Фшотяи гааговделения • злектгюнов по зкеогиям I (в), что само по себе гоодставляет достаточно сломг/в задачу.

о

В настояшеЯ саботэ птедлохен метод опое деления колебательной темпесатусы ютлэкул в основном электоонном состоянии, нэ твебгагай знания г (к). Он основан на анализе колебательных саспоелэлзгшй ну, лля молекул, находящихся в шзлпчных алектсспшзх состояниях. Поог&ска иоэдлохенноЗ котакоа бала

пвоволена для колокул иг<а}а) и со(а1п) во всем диапазоне ссслеловачкнх скспзо»антальшх условии а нолгвагашла ее поавокэшость. Еместе с тем поггошность в восстановлении значений (шш т^г) Достигала' в Daza случаев 20%. Анализ показал, -что основная поячйна состоит в заметном отличии порогов возбуалоккя H2(c%) (8.6...I2 sB) от соСа'п) (5.7...Э.4 SB).

Разбоос noDoroBinc значений е°„?, в (2) шкет бить сводок к минимуму, если катила - Фоанка-Конлона близка к

диагональной, т.е.2 « ч „ В этом случае различие в

в®„у. связано только с ангахмшизком молекуюньп: колебаний. чем

для наших целей юшо. в пошнпше. пренебтечь. Тогда кз (I) сразу

se следует "кощгоовашо" колебательных гаспоеделзвкй б основном и

электоокно-Еозбуаленном состояниях i¡v, - ну,. В шботэ показано.

что такой есклзчетолыю rroocroíi тзультат удачно сочетается со

•столь ко тоетой. возмогпостьа его пташнения в отноиенки

состояния соСв'е), дашего тачало полосам Ангстш;ла соíe'^-a'i:

петеход). ГЬошдопньй анализ покгзад. что в диапазона темпештув

т® к 500...БОСО К, 1 = 100...1000 К и е «= 0.4...5 эВ значения i е •

t£°(b'i:) = tJ° с точность!) но зсуке 35.

В оаботе такхо описана пшаелуоа для оненкя поведения f Се) в области возбуждения исследуема Блектгонных состояний молекул по элоктоонно-колэбатольним споктоьм. Так проведение измэвений по спегстшм 4* система и системы Ангстоета со позволит восстановить поведение f (е) в области 5,7...8.i эВ. а по сдактоам 2* системы

9

к. и системы Ангстоемд со - в области 8,6...12 эВ.

В третьей главе гоивэдеш результаты исслодования шли колебательного возбуяхания в ггсоцессе диссоциации молекул со 5

плаз?.». СВЧ разряда при ;средних давлениях и влияния на пего пространственной .неоднородности плазмн. Локаяызнм методом ÍCAPC пз:мэреш радиальные» распределения параметров молекулярной компонента плазма (т7, rg) я концентрации молекул reo]-продукта диссоциация углекислого газа в разных сечениях разрядной система. Измерения проводились по колебателько-праттольшзм КАРС-спектрам молекул co(x1s), при этом вращательная температура отождествлялась с газовой. Давление газа в реактора составляло г=50...120 Topp. Практически по всем диапазоне исследованных условий паблндаотся колебательно-поступательная керавновэсность т > т .

* 3

распределения параметров плазкн песимэтричпы относительно оси реактора с большими значения со сторона падения СВЧ-полет. Распределения концентрации продукта плаздахимяческого разложения углекислого газа коррелируют с распределениями колебательной температуры. При р > 90 Topp в радиальных пространственных распределениях колебательных и газовых температур» а татае степени диссоциация со, в приосевой зоне реактора обнаружен замзтный провал. Даш качественное объяснение, что указанный провал связан сфюшированиэм СВЧ волны. Степень конверсии сог в со iíosoT достигать в отдельных зонах сечения разрядной трубки значений ~ SOS. Подводимая энергия вкладывается в ограниченном пространстве, в котором очень эффективно идет процесс диссоциации молекул сог, однако значительная масса поступаомого газа но участвует в процессе плазмохимячесхого разложения углекислого газа, поэтому интегральная степень конверсии составляет 20...253. На выходе из реактора газ охлаждался до комнатной температуры и пропускался через кпвэту. Степень конверсии сог в со определялась !гэтодом ДЯО по поглощении в еезотэ на отдельных врааатэльшх

линиях колебательного. перехода 0-1 молекулы со. Используемый углекислый газ представляет собой естественную смесь изотопов. В частности, изо тол ,3с'асг образует малую примесь (-1,12) к основному изотопу ,гС,602.

Для получения дополнительной информации об особенностях разложения углекислого газа в СВЧ разряде этот процесс изучался для каждого изотопа в отдельности. В последуег.ап-: условиях с увеличением энерговклада степень конверсии ,гс,5о2 в 1гс,5о монотонно возрастает, тогда как степень конверсии ^"о в ,3с15с практически сохраняет постоянное значение (а ~ 102). Б области болышо: здарговкладоЕ наблвдаетск заметное превшешэ "указанной величины для изотопа 12с'5ог, в частности, при Дк/см3 - в 2,5 раза. Показано, что такоо поведение стегонн конверсии для разных изотопов обусловлено обратным изотопическим эффектом при колебательно-колебательном обмена энергией между молекулами в неравновесной плазме.

Таким образом, колебательно-поступательная неравковескость (ту > т^), выраженная корреляция пространственных зависимостей т? и [со], высокая эффективность процесса диссоциации в скин-слое л наличие обратного изотопического эффекта вполне определенно указывает на решающую роль колебательного возбуждения молекул и колебательно-колебательного обмена при диссоциации углекислого газа в плазме СВЧ разряда при средних давлениях.

В заключении подведены итога работы и сформулированы задачи на будущее.

Приведем основные результаты работы, полученные в диссертации.

1. Развита комплексная. методика исследования неравновесной молекулярной плазмы, включащая в себя классическую эмиссионную спектроскопию видимого и ультрафиолетового диапазонов, ИК абсорбодгоннуп спектроскопии с применением частотно-поростраиваемых диодных лазеров, спектроскопии когерентного антистоксова рассеяния света. Указанные методы взаимодополняющие, они позволят изучать поведенио дипольно-активннх и дшольно-неактивных молоку л как в основном, так и в электронно-возбужденных состояниях с высоким спектральном и пространственным разрешенном.

2. Изучена колебательная кинетика элоктронно-возбуздэнных молекул ;1,(с?и) и соц'я) в пироком диапазоне газовых ттагоратур я давлений. Найдены еФЗ&эктившэ сечения у-т-прошзссов для указанных молекул. Абсолютные величины сечений чг-рвлаксации оказались в Ю4..ЛО6 раз болызв аналогичных взлячин для молекул в основных электронных состояниях. Отсутствие температурной зависимости

указывает на то, что механизм зависимости ут-релакеацеи шкжтронна~возбу;гденшх молекул отличен от механизма Ландзу-Теллерз.

3. Предложен метод онроделения колебательных гекпэратур молекул в осяовшгх элэнтрокянх состояниях по относительна.! интекспвзостям полос элоктронпых спектров» позволякай лвбояш, проблему яахоялвяия фукают распродэлопяя элзхтродав по энергия и утатызать процосси релаксации влоктронно-вообухленннх молекул.

4. Изучена роль колебательного возбуждения з процсссо шгаьнхимического разложения углекислого газа в СВЧ-разрядо. Проьэдош лояальнно измерения температура нейтрального газа плазм», колебательной температур!* и плотности молокул со ~

продуктов разложения сог. Обнаружены значительная колебательно-

поступательная неравновесность т > т и зачетная асимметрия в

* s

распределении параметров плазма по сечениэ разряда с большими значениями со сторони падения СВЧ-волны. При давлении плазмообразувдего газа р ■ > 90 Topp в центральной зона реактора формируется заметный провал в пространственных распределениях параметров плазмы. и степени диссоциации С02- Обнаружено заметное влияние обратного изотопического эффекта при колебательно-колебательном обмене анергией между молекулами в неравновесной плазме СВЧ разряда при средних давлениях на конверсию углекислого газа в со. В области больших энерговкладов степень конверсии 1гс1бог в 12c,so. заметно превышает степень конверсии ,эс%г в ">V6o (в частности при J ~ 8 Дк/см3 - в 2,5 раза).

6. Колебательно-поступательная неравновесность (ту > Tg), выраженная корреляция пространственных зависимостей ту и [со), высокая эффективность процесса диссоциации в скин-слое и наличие обратного изотопического эффекта указывает на ретайную роль колебательного возбуждения молекул и колебательно-колебательного обмена при диссоциации углекислого газа в плазме СВЧ разряда при средних давлениях.

Основные результаты работы опубликованы в работах:

I. I.I.Zaiavitakii, R.Sh.Iilenov, M.A.Keriakulov, Yu.B.Kotiev,

V.N.Ochkin, S.Yu.Sawinov, N.K.Sobolev, M.V.Spiridonov,

A.P.Shotov Kinetics of foraation of the CO. nolecule

2

distributions over the vibrational-rotaticrnal levels in the active médius of a waveguide Ct>2 later. Journal of Soviet laser Research. 1990, v.Il, Ko.4, p.361-375.

Н.И.Засавицкий, Р.Щ.Исладав, М.А.Керимкулов, Ю.Б.Конев,

B.Н.Очкин, Н.Н.Соболев, М.В.Спиридонов, А.П.Шотов. Кинетика формирования распределения молекул со£ по колеОатольно-враяательнкм уровням в активной зоне волноводного лазера. Препринт ФИАН Я 218, Москва, 1989, 35с.

2. М.А.Керимкулов. В.Н.Очкин, С.Ю.Савинов, М.В.Спиридонов,

C.Н.Цхай. Наблюдения обратного изотопического • эффекта при плазмохиетчоском раэлокении углекислого газа. Письма в 2ЭТФ,

1991, т.54, в'.т.4. с.212-215.

3. С.Н.Андреев, М.А.Керимкулов. Ю.Б.Кшаз, ■Б.А.Мзрзакарямов. С.Ю.Савинов. М.В.Спиридонов, Л-И.Шумская, С.Н.Цхай. Влияние столкновений на распределение молекул по колебательным уровням возбужденных электронных состояний в газовом разряде. 2ЭТФ,

1992, т.101, вып.в, с.1?М-1?4й.

4. ■ Ю. Б.Ефимова, М.А.Керимкулов, В.Г.Кириллова, В.Н.Очкин, С.Ю.Савинов, С.Н.Цхай. Локальные параметры плазменного реактора при диссоциации углекислого газа в СВЧ-разряде. , Письма в ЮТ, 1992, т. 18,вып.6 , с.22-26

5. М.А.Керимкулов. В.Н.Очкин, С.Ю.Савинов, . М.В.Спиридонов, С.Н.Цхай. Локальная спектральная диагностика СВЧ-разряда в сог. Тезкси докладов Всесоюзного семгшара по высокочастотному пробои газов. Тарту, 1989, с.132-134.

С. М.А.Керимкулов, В.Н.Очкин, С.Ю.Савинов, М.В.Спиридонов, С.Н.Цхаа. Локальная спектральная диагностика СВЧ-разряда в сог. Моядунарошшй симпозиум по когерентной рамановской спектроскопии. Тезиса докладов. Самарканд, 1990, с.42.

7. С.Н.Андреев, М.А.Керимкулов, Ю.Б.Конев, С.И.Савпнов, М. В.Спиридонов, С.Н.Щай. Измерение колэОательшх температур молекул к и со в . неравновесной газоразрядной шазме. Международный симпозиум по когерентной рамановскоЕ спектроскопии. Тезисы докладов. Самарканд, 1990, с.47.

8. С.Н.&црзев, М.А.Кершкулов, Ю.Б.Кокев, Б.А.Мирзакаржос, С.В.Савиюв, Н.В.Спиридонов, Л.И.Шуйская, С.Н.Цхай. Влзянзэ столкновений m колебателышо распределения электронно-возбухдеккых колокул в плазма. Матзркалы vxïx Всесоюзной конференций- "Физика нвзкотег-иературной плсзга", Иенск, 199I, ч.1, с.6-7.

9. М.Д.Коржкулов, В.Н.Очкш, С.Ю.СавгноЕ, М.В.Спиридонов, -С.Н.Цсай. Спектральная диагностика СВЧ-разряда п со. с пространственном разревоилсы. Материала vxii ВсесошксЛ конференции "Физика нязкотширатурной плазма", Кшек» 1091, 4.2, C.I8I-I82.