Учёные Томского политехнического университета вместе с коллегами из Германии впервые составили единую карту спектра силана — молекулы, которую изучают в том числе при исследовании дальних участков Вселенной. В эту карту вошли и так называемые «горячие» переходы, которые раньше было очень трудно определить.
Новая технология учитывает важнейшие параметры молекулы и обладает высокой точностью. В будущем эти данные помогут точнее моделировать состав отдалённых уголков космоса и усовершенствовать контроль качества при производстве полупроводников.
Исследования ведутся при поддержке федеральной программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» национального проекта «Молодёжь и дети». Результаты работы опубликованы в журнале Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer (Q2, IF: 1,9).
Силан — молекула «сферической» формы, у которой нет постоянного дипольного момента (полярности). Из-за этой особенности симметрии и множества резонансных взаимодействий внутри самой молекулы точно предсказать интенсивность линий поглощения её «горячих» переходов (они обычно проявляются при высоких температурах) довольно трудно. При этом данные о таких линиях важны для моделирования атмосферы планет-гигантов, изучения состава дальних участков Вселенной, а также для контроля качества и диагностики при производстве полупроводников и в нанотехнологиях.
Учёные ТПУ совместно с немецкими коллегами впервые подробно исследовали «горячие» переходы в спектрах силана в так называемой диадно-пентадной области. С помощью фурье-спектрометра они проанализировали 429 отдельных спектральных линий молекулы. Это позволило с высокой точностью определить интенсивности («яркости») «горячих» переходов и детально учесть, как на них влияют давление и скорости частиц.
«В отличие от традиционных подходов к анализу подобных слабых и «неуловимых» (с большим трудом поддающихся экспериментальной регистрации) линий спектров мы применили модель, учитывающую относительные скорости и их изменение при взаимодействии частиц. Это позволило точнее проанализировать даже слабые «горячие» линии, которые до этого были трудно отнести к конкретным переходам. Причем комплексный подход к оценке переходов "горячих комбинаций" с уже известными «холодными» данными существенно улучшил точность и достоверность результатов и их пригодность для спектроскопических баз данных», — отмечает один из авторов исследования, профессор Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Олег Уленеков.
Эксперименты позволили учёным получить набор из пяти параметров, которые с высокой точностью — на уровне 4–5 % — воспроизводят и предсказывают абсолютные интенсивности для всех «горячих» диадно-пентадных переходов силана. Это на порядки лучше ранее известных результатов.
По словам учёных, благодаря этой работе впервые удалось сформировать единую карту линий таких «горячих» спектров силана.
В исследованиях принимал участие международный коллектив учёных из Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов Томского политеха и Брауншвейгского технического университета (Германия).
Первые новости
