Динамика слабосвязанных молекулярных комплексов: исследование методом спектроскопии в миллиметровом диапазоне длин волн

• Автор: Сурин, Леонид Аркадьевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Троицк
• Количество страниц: 226 с. : ил.

Содержание
Введение

Актуальность работы

Предмет и структура диссертации

Глава 1. Методы формирования и специфика спектральных исследований слабосвязанных молекулярных комплексов в холодных газовых струях

1.1. Межмолекулярное взаимодействие

1.2. Сверхзвуковая молекулярная струя

1.2.1. Истечение газа из сопла

1.2.2. Формирование молекулярных комплексов

1.3. Исследования комплексов,

содержащих линейную молекулу и атом инертного газа
1.4. Микроволновые спектрометры для изучения ван-дер-ваальсовых комплексов
1.4.1. Спектрометры сантиметрового диапазона длин волн
1.4.2. Спектрометры миллиметрового и субмиллиметрового диапазона длин волн
1.4.3. Применение резонансных поглощающих ячеек
Глава 2. Внутрирезонаторный спектрометр на основе генератора миллиметрового диапазона - оротрона
с импульсной сверхзвуковой струей
2.1. Конструкция и принципы работы спектрометра на базе оротрона
2.1.1. Оротрон - как генератор излучения
2.1.2. Конструкция спектрометра на базе оротрона
с импульсной молекулярной струей
2.1.3. Работа спектрометра с частотной модуляцией
2.2. Основные характеристики
2.2.1. Чувствительность
2.2.2. Спектральное разрешение
2.3. Двухфотонное поглощение
2.4. Спектрометр двойного миллиметрового-микроволнового резонанса
Глава 3. Комплексы Ид-СО (Ид = Аг, №, Не)
3.1. Перестройка вращательных уровней в комплексах Ид-СО при переходе от жесткого ротатора к пределу свободных вращений '
3.2. Спектроскопия комплекса Аг-СО
3.2.1. Вращательный спектр Аг-СО
в основном колебательном состоянии
3.2.2. Вращательный спектр Аг-СО
в изгибном ван-дер-ваальсовом колебательном состоянии 73 3:2.3. Валентное ван-дер-ваальсово колебание Аг-СО
3.2.4. Построение потенциала взаимодействия Аг-СО
3.3. Спектроскопия комплексов Ие-СО с изотопами
20№, 21Ые, 22Ые
3.3.1. Вращательный спектр полосы К - 1 - 0 в основном колебательном состоянии Ые-СО
3.3.2. Анализ спектров Ие-СО на основе модели слегка асимметричного волчка
3.4. Спектроскопия комплекса Не-СО
3.4.1. Вращательный спектр 4Не-СО
3.4.2. Изотопологи 4Не-13С160, 4Не-12С180, 4Не-13С180

3.4.3. Система замкнутого цикла циркуляции гелия
и спектр 3Не-СО
3.4.4. Малые гелиевые кластеры
3.5. Сравнительный анализ комплексов Ид-СО
Глава 4. Комплексы Н2-СО, 02-С0
4.1. Астрофизический аспект
4.2. Схема вращательных уровней в комплексах Н2-СО
4.3. Криогенный конвертор орто-пара водорода
4.4. Свободное вращение одного мономера:
рагаН2-СО, ог#ю02-СО
4.4.1. Спектр рагаН2-СО
4.4.2. Спектр о/-#ю02-СО
4.5. Одновременное свободное вращение обоих мономеров: о/#/оН2-СО
4.6. Сравнение эксперимента и теоретических расчетов
Глава 5. Комплекс М?-СО
5.1. Схема вращательных уровней комплекса М2-СО
5.2. Свободное вращение одного мономера: ог#?оЫ2-СО
5.2.1. Вращательные спектры полос К = 0-0, АС
и К= 1 - 0 в основном колебательном состоянии
5.2.1.1. Микроволновые измерения полосы К
5.2.1.2. Измерения полосы К= 1-1 методом
двойного резонанса
5.2.1.3. Измерения полосы К = 1 - 0 в миллиметровом диапазоне
5.2.1.4. Анализ вращательных спектров ог#?оМ2-СО в основном колебательном состоянии

колебательной моды Aг-HCN было выполнено на спектрометре миллиметрового диапазона в 1991 году Кукси и др. [30], обнаружившими нижнее изгибное состояние П[ с энергией 6,07 спГ1. Последующие измерения изгибного состояния Е[ с энергией 5,50 спГ1 появились два года спустя [32].
Кроме Аг-НС1Г были изучены и другие комплексы: Кг-НСИ [22], Ые-НСИ [33] и Не-НСИ [34, 37]. С экспериментальной точки зрения комплекс Не-НСК из-за своей чрезвычайно слабой связи является наиболее сложной задачей для наблюдения по сравнению с другими членами семейства Вр-НСЫ. Тем не менее, микроволновые и миллиметровые спектры Не-НСИ для большей части связанных состояний были измерены [34]. В теоретических работах по расчету потенциала взаимодействия Кр-НС14 [39, 42] показано наличие трех минимумов, разделенных довольно низкими барьерами. Глобальный минимум соответствует линейной конфигурации Кр-НСИ, 0 = 0; два других минимума соответствуют изогнутым формам с 0= 50°-60° и 100°-110°. Линейная геометрия Бр-N013, в - 180, может представлять либо еще один локальный минимум либо седловую точку.
Комплексы, состоящие из атома благородного газа и другой линейной молекулы ОСБ, были также исследованы экспериментально и теоретически. Первым был измерен микроволновый спектр комплекса Аг-ОСБ [43]. Было показано, что комплекс имеет Т-образную структуру, в которой атом Аг ближе к атому кислорода молекулы ОСБ. Позднее были изучены микроволновые и инфракрасные спектры и других комплексов Кр-ОСБ (Ир; = Не, №, Аг, Кг) [44-50]. Теоретические работы были направлены в основном на исследование комплекса Не-ОСБ [51-55] в силу возрастающего интереса к свойствам молекул в гелиевых каплях. Из других работ можно отметить вычисления потенциала взаимодействия и энергетических уровней для Ие-ОСБ [56-58] и Аг-ОСБ [59]. Во всех