Наводяться результати вивчення люмінесценції, возбуждаемой при напуску молекулярних газів O2, N2O і CO на поверхню крісталлофосфоров Zn2SiO4: Mn, попередньо заповнену атомами кисню. Дана інтерпретація цього явища в моделі прискорення поверхневої гетерогенної рекомбінації атомів кисню в образующемся адсорбционном шарі кисневмісних молекул O2, N2O, CO по обмінно-асоціативному механізму.

Анотація наукової статті з хімічних наук, автор наукової роботи - Тюрін Юрій Іванович, Шігалугов Станіслав Хазретовіч, Ємельянов Вадим Миколайович, Катаєв Олексій Миколайович, Маловичко Юрій Васильович


The results of studying luminescence excited at puffing molecular gases O2, N2O and CO to the surface of crystal phosphor Zn2SiO4: Mn, filled up preliminary with oxygen atoms are given. This phenomenon is interpreted in the model of acceleration of surface heterogeneous recombination of oxygen atoms in the formed adsorption layer of oxygen-containing molecules O2, N2O, CO by exchange-associative mechanism.


Область наук:
  • хімічні науки
  • Рік видавництва: 2009
    Журнал: Известия Томського політехнічного університету. Інжиніринг ГЕОРЕСУРСИ
    Наукова стаття на тему 'Люмінесценція поверхні твердих тіл, що ініціюється предадсорбірованнимі атомами кисню'

    Текст наукової роботи на тему «Люмінесценція поверхні твердих тіл, що ініціюється предадсорбірованнимі атомами кисню»

    ?СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

    1. Schwartz K., Volkov AE, Sorokin MV, Trautman C., Voss K.-J., Neumann R., Lang M. Effect of electronic energy loss and irradiation temperature on color center creation in LiF and NaCl crystals irradiated with heavy ions // Phys. Rev. B. - 2008. - V. 78. - P. 024 120.

    2. Лісіцин В.М. Радіаційна фізика твердого тіла. - Томськ: Вид-во ТПУ, 2008. - 170 с.

    3. Лісіцин В.М., Яковлев В.Ю., Корепанов В.І. Кінетика руйнування М-центрів після імпульсного опромінення електрона-

    ми в кристалі MgF2 // Фізика твердого тіла. - 1978. - Т. 20. -№ 3. - С. 731-733.

    4. Лісіцина Л.А. Закономірності створення електронних центрів забарвлення в кристалах LiF при імпульсному радіаційному впливі // Известия вузів. Фізика. - 1996. - № 11. -С. 57-75.

    Надійшла 26.01.2009 р.

    УДК 539.21

    Люмінесценції ПОВЕРХНІ ТВЕРДИХ ТІЛ, ініційованих ПРЕДАДСОРБІРОВАННИМІ атомів кисню

    Ю.І. Тюрін, С.Х. Шігалугов *, В.Н. Ємельянов *, О.М. Катаєв *, Ю.В. Маловичко *, Є.Ю. Плотникова

    Томський політехнічний університет E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. * Норільський індустріальний інститут E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Наводяться результати вивчення люмінесценції, порушуємо при напуску молекулярних газів O2, N2O і CO на поверхню крісталлофосфоров Zn2SiO4: Mn, попередньо заповнену атомами кисню. Дана інтерпретація цього явища в моделі прискорення поверхневої гетерогенної рекомбінації атомів кисню в образующемся адсорбционном шарі кисневмісних молекул O2, N2O, CO по обмінно-асоціативному механізму.

    Ключові слова:

    Поверхня, люмінесценція, тверді тіла, адсорбція атомів, рекомбінація атомів.

    Вступ

    При каталітичному взаємодії газових частинок, в тому числі атомарних і молекулярних, на поверхні твердого тіла - крісталлофосфоров 2п ^ Ю4: Мп виникає неравновесное оптичне випромінювання з характерним для даного зразка спектральним складом [1, 2]. За спостереженнями [1-5] це явище носить загальний характер, може бути реалізовано в експериментах різними способами і містить в собі унікальну інформацію про фізико-хімічних процесах взаємодії і енергообміну на кордоні газ-тверде тіло.

    Розглядаються особливості неравновесного світіння віллеміта, що виникає при взаємодії налітають з газової фази нейтральних збудженому молекул О2, СО, ^ О з пре-дадсорбірованнимі на поверхні кристалів-фосфору атомами кисню.

    Експериментальні та теоретичні результати

    Дослідження проводили на високовакуумної автоматизованій установці, докладно описаної в [6]. Використовували гази: О2 (99,999%), СО (99,998%), ^ О (99,995%), газ-носій - аргон (99,999%).

    Вільні атоми кисню Про отримували трьома незалежними методами: електричним - з кисневої плазми ВЧ-розряду; фотолітичним -

    при опроміненні кисню короткохвильовим (А<300 нм) УФ-випромінюванням; піролітичним - на нагрітої в кисні металевої поверхні.

    У піролітичним методі отримання атомів Про використовували ефект каталізу дисоціації кисню поверхнею металів платинової групи [7], зокрема, поверхнею родію (Яй) -ввіду його високою каталітичної активності та термостійкості. Застосовувалася родієвого стрічка (10x2x0,05 мм), що нагрівається струмом до 1800 К.

    Досліджуваний зразок а-Віллема «о.с.ч.» (2п ^ Ю4: Мп2 +) шаром товщиною до 0,1 мм наносили з суспензії в розчині ізопропілового спирту на спеціальну мікропечь-підкладку, яка дозволяла підтримувати з високою точністю (до 1 К) і швидкодією (~ 0,5 с) сталість температури зразка за допомогою спеціального автоматичного терморегулятора [3]. Це дозволило уникнути побічних теплових ефектів (термостимульованої люмінесценції за рахунок виділення тепла в процесах адсорбції і рекомбінації, гасіння люмінесценції за рахунок охолодження зразка при напуску газу і т. П.).

    Предадсорбція атомів кисню О на поверхні зразка тривала 15 хв. з суміші

    О2 + О при ро + О2 2,6 Па: 13 хв. при постійній для всіх дослідів температурі зразка 400 К і 2 хв. при встановленні робочої температури (379, 400,

    Мал. 1. Спалахи люмінесценції віллеміта (Zn2SiOA: MnI +, Xmx = 523 нм) при напуску потоку молекул 02 на його поверхню:

    1) зразок «чистий» (тренування 10 год при 400 К, 10 Па); 2 ~ 4) поверхню віллеміта попередньо заповнена атомами кисню, отриманими від нагрітої в атмосфері O2 Rh-лени; 5) зміна тиску O2. Температура зразка:

    2) 550, 3) 400, 4) 370

    550 К). Потім 10 хв. реакційний обсяг зі зразком відкачувався до тиску 4.10-2 Па і, далі, за час <1 з напускати досліджуваний газ до тиску 65 Па *. Потік молекулярного кисневмісного газу (02, СО, ^ О) подавався на зразок за допомогою вакуумного шибера за час <1 с до рівня 90% від робочого тиску 66,7 Па і далі зберігався незмінним при безперервної прокачування (верхня крива 5 на рис. 1).

    При напуск потоку молекул кисню О2 на «чисту» поверхню (попередньо очищену прогревом зразка у вакуумі 1,3.10-6 Па при 400 К протягом 12 год) віллеміта 2п ^ Ю4: Мп2 + спостерігається слабка адсорболюмінесцентная (АЛ) спалах світіння (смуга 523 нм ) з монотонним спадом інтенсивності люмінесценції / (/), рис. 1, крива 1. Спад неекспоненціален, але початковий його ділянка може бути описаний залежністю 1 (/) = 0,22ехр (-0,2 /) (I - отн. Од., / - в с).

    Іншого роду залежності 1 (1) спостерігаються при напуску потоку молекул О2 на попередньо експоновану атомами Про поверхню 2п ^ Ю4: Мп2 +, рис. 1, криві 2-4. Інтенсивність! (/) Змінюється пропорційно ^ на ділянках зростання і - на ділянках спаду кінетичних кривих. Ці криві не пов'язані з висвічуванням светосумми, запасеної на електронних пастках при порушенні зразка атомами О, так як величина її, оцінена по кривим термостимульованої Люми-

    несценціі, виявилася на один - два порядки менше светосумми, випромінюваних в описуваних процесах. Разгорание люмінесценції характерно для рекомбінаційного, Ленгмюра-Хиншелвудом (Л-Х), механізму збудження. Спад інтенсивності! (/) ~ Г2 також характерний для механізму Л-Х в разі, якщо відбувається невідновлювальне виснаження початкового запасу рекомбінуючих центрів А ^ А ^ О-Г2, А ^ -А2 ^), 1 (0 ~ А (0 ~ ^ 2. Гіпотеза про порушення люмінесценції в актах прямої рекомбінації молекул О2 з атомами о на поверхні неспроможна, так як енергія зв'язку О2-о: (О3) дорівнює 1,04 еВ [8], а цього недостатньо для виникнення видимої люмінесценції (ЯП] ах = 523 нм, 2,36 еВ). рекомбинируют на поверхні частинками в даному випадку можуть бути атоми Про ^ (енергія зв'язку О-О становить 5,12 еВ). Нак полон атомів О на поверхні, що беруть участь в порушенні люмінесценції за механізмом Л-Х, може відбуватися за рахунок диссоциативной адсорбції молекул О2 на дефектах типу FS-центрів. Однак, в такому випадку люмінесценція повинна виникати і без попередньої адсорбції атомарного кисню, тільки в молекулярному О2 , що не спостерігається в експерименті. Таким чином, визначальну роль в порушенні люмінесценції за механізмом поверхневої рекомбінації Л-Х повинні грати раніше адсорбовані атоми Про ^ при стимулюванні рекомбінації потоком м лекул О2.

    * Ефект тріболюмінесценціей, як показали контрольні досліди з інертними газами, дуже малий.

    Мал. 2. Спалахи люмінесценції віллеміта (Х ,, ш = 523 нм) при напуску молекул 0-, на 1п-15ЮА: Мп2 *: 1) поверхня заповнена атомами кисню; 2) і 3) зразок опромінений УФ; 2) в атмосфері 02 при Р0г = ', 3 -' (Т 'Па; 3) 10 Па

    Подібний же вид кінетичних кривих I (t) в потоці О2 зберігався і в випадках попереднього заповнення поверхні Zn2SiO4: Mn2 + атомами

    O з ВЧ-розряду в киснево-аргонової суміші (рис. 2, крива 1), або за рахунок фотолізу 02-L [9] на цьому зразку при УФ-опроміненні 200<Я<400 нм в атмосфері О2 + Лг (рис. 2, крива 2). Зауважимо, що дані криві не пов'язані ні з висвічуванням запасеної светосумми (її величина в умовах дослідів нехтує мала), ні з адсорболюмі-несценціей - про це свідчить форма кривої люмінесценції при напуску O2 на УФ-воз-буждённий в вакуумі з незаповненою поверхнею зразок, Мал. 2, крива 3. В останньому випадку крива I (t) в потоці O2 має вигляд типової кінетики АЛ0г, причому вона набагато менше за светосум-ме, ніж криві I (t) на заповненому 0-L зразку (пор. З кривими 1 і 2 на рис. 2).

    Розглянемо наступний механізм збудження поверхні при напуску потоку О2 на О-L. Стимуляція процесу рекомбінації адатомів 0-L налітав молекулами 02 можлива за рахунок прискорення поверхневої дифузії атомів 0-L в виникає адсорбционном шарі 02-L за обмінним механізмом, або за механізмом зниження активаційного бар'єру дифузії. Можливо також чисто енергетичне стимулювання рекомбінації за рахунок теплоти адсорбції 02. В останньому випадку тривалість порушуємо люмінесценції повинна лимитироваться процесом адсорбції молекул 02.

    Кінетична модель люмінесценції за механізмом поверхневої рекомбінації Ленгмюра-Хиншелвудом атомів 0-L включає наступні стадії

    O2 + L -

    o2-l

    + O-L-

    2 (O-L + O2-L)-

    ^ (O-L + O2-L), - ^ 2_ ^ 3 (O2-L) + L + hv.

    (1)

    Тут V; - віднесена до одиниці часу ймовірність реакцій адсорбції молекул; v2 - швидкість асоціативної рекомбінації атомів кисню; а-швидкість асоціативного атомно-молекулярного обміну в адсорбционном шарі; в - квантовий вихід люмінесценції зразка за рахунок поверхневої рекомбінації атомів кисню. Введемо позначення для поверхневих концентрацій в момент часу? вільних центрів адсорбції Щ = А (); адсорбованих атомів [0 ^] =. $ 1 (0; адсорбованих молекул [02 ^] = Ж2 (0; асоціата в адсорбционном шарі [0 ^ + 02 ^] = і (/). Система кінетичних рівнянь згідно стадіями (1) має вигляд

    N = -vj N N2 = vlN

    n = aNlN2 -v2n N = -aNlN2

    (2)

    У двох перших рівняннях системи (2), через малість, відкинуті доданки, що відповідають реакцій другого порядку на поверхні.

    У цьому випадку інтенсивність люмінесценції дорівнює

    I (/) = вv2n 2 (/).

    При «малих» / (коли Ж1 (/) «Ж1 (0) і визначальною в кінетиці РРЛ є процес адсорбції

    атомів), маємо n = aN1 (0) N2 (t), де

    N2 (0 = Nr2 (O) + N (O) (l-<r'O, звідки

    n (t) і n (0) + aN ^ 0) N2 (0) t + -2aN1 (0) N (0) v1t2.

    Інтенсивність люмінесценції на початковій ділянці змінюється за законом:

    I (t) =

    = В v2 [n (0) + a N1 (0) N2 (0) t + ^ а N1 (0) N (0) v 112] 2 і

    «Ev2 [« N1 (0)] 212, (t < 10 c).

    При «великих» t (v2n22>>aN1N2), маємо

    n2 (0) .

    n = -v2n; n (t) =

    конання атомами кисню поверхню 2п ^ Ю4: Мп2 +, рис. 3. Попередня адсорбція атомів Про велася при збереженні колишніх умов, від нагрітої в кисні О2 КІ-стрічки. Щільність потоку молекул ^ Про становила 7 ^ о = 1,5. 1020 см--Ч-1 (Д2О = 65 Па). Кінетичні параметри, при яких досягається найкраще опис кривих інтенсивності ДО люмінесценції в потоці ^ О, наведені в табл. 2. Енергія активації рекомбінації Про ^ в цих умовах складає 0,15 еВ (рекомбінація протікає в адсорбционном шарі ^ О).

    Таблиця 2. Значення кінетичних параметрів люмінесценції віллеміта Zn2Si04: Mn2 + в потоці молекул N-? 0 (Р№0 = 65 Па, Р01 = 2,6 Па, Rh-стрічка, Т = тисяча сімсот сімдесят три К)

    (1 + n (0) v2t) 2

    I (t) =

    ev 2n2 (0)

    [1 + n (0) v2t] 2

    Тобразца, К Pv2 (aN1N2) 2, з-2 fiv-2n2 (0), відносна. од. v2n (0), с- '

    370 1,1-10-3 0,3 0,07

    400 8,6-10-2 6,4 0,10

    550 3,5-10- '44,0 0,33

    Отримана залежність / (/) відповідає експериментальним кінетичним кривим 2, 3, рис. 1, при наступних значеннях параметрів (табл. 1).

    Таблиця 1. Значення кінетичних параметрів люмінесценції віллеміта Zn2Si04: Mn2 + в потоці молекул О2 (Ро = 2,6 Па, Rh - стрічка, Т = 773 К)

    Тобразца, К Pv2 (aN1N2) 2, з-2 fiv-2n2 (0), відносна. од. v2n (0), с-1

    400 5.10-3 3,0 0,20

    550 8.10-2 41 0,44

    Знайдена з температурної (аррениусовскую) залежно у2 (Т) енергія активації процесу рекомбінації атомів Про ^ за механізмом Л-Х становить ^ = 0,1 еВ.

    Подібні кінетичні криві люмінесценції спостерігаються і при напуску молекул ^ О на за-

    Можна припустити і гетерогенную дисоціацію молекул оксиду азоту ^ О на поверхні ^ Про ^>Про ^ + ^, з подальшою випромінювальною рекомбінацією адсорбованих атомів кисню. Однак, в такій моделі збудження люмінесценції не знаходить пояснення істотно різну поведінку кінетичних кривих люмінесценції 2п ^ Ю4: Мп2 + при наявності попередньо адсорбованих на поверхні зразка атомів кисню (рис. 3) і при їх відсутності, рис. 4. В останньому випадку світіння має вигляд адсорболюмі-несцентной спалаху, з набагато меншою інтенсивністю і светосумми, ніж у кінетичної кривої люмінесценції на рис. 3 (крива 3) при тій же температурі (550 К).

    Таким чином, в порушення люмінесценції зразка в потоці ^ Про важливу роль відіграють попередньо адсорбовані поверхнею атоми

    Мал. 3. Спалахи люмінесценції віллеміта (ХШ = 523 нм) при напуску потоку молекул N? 0 на Zn2Si04: Mn2 +. Щільність потоку N? 0 ', 5-'020 см ~ 2-с-'. Поверхня зразка попередньо заповнена атомами 0-L, отриманими від нагрітої в 02 Rh-стрічки. Температура зразка: ') 370; 2) 400; 3) 550 К

    Мал. 4. Спалах люмінесценції віллеміта (ХШ, = 523 нм) при напуску молекул N-? 0 (? №0 = 1,5'1 (00 см 2-з ') на «чисту» поверхню Zn2SЮ, ^: Mn2 + (прогрів при тиску 1Сг5 Па). Температура зразка 550 К

    кисню О-Ь Атоми кисню «заліковують» дефекти поверхні і виключають адсорболюмі-несцентную спалах. Поверхнева рекомбінація адсорбованих атомів кисню стимулюється освітою адсорбційного шару ^ Про ^.

    Інший тип кінетичних процесів люмінесценції віллеміта спостерігається при напуску молекул СО (/'СО=1,9.1020 см-2х-1) на 2п ^ Ю4: Мп2 + з шаром попередньо адсорбованих атомів кисню (від Кь-стрічки при 7 ^ = тисячу сімсот сімдесят три К, 15 хв. в атмосфері О2, РО2 = 2,6 Па, з наступною відкачкою). У початковий момент світіння має характер ад-сорболюмінесцентной спалаху, рис. 5, криві 1-5. При «низьких» температур зразка (Т = 300, 370 К, криві 1, 2), слідом за спалахом, люмінесценція монотонно спадає за законом, характерному для АЛ з урахуванням «біографічної» неоднорідності поверхні відносно енергії активації домінуючою стадії [10], в даному випадку, ймовірно, процесу ударної рекомбінації:

    СО + О ^>СО2 ^ + Ну, I (0 = у (1 - е-1'2 '), при

    300 К (крива 1), I (?) = (Е 0'02> - е ~ 0,473 '), при

    370 К (крива 2). Тут I- отн. од., / - с. При температурах зразка вище 400 К, на кінетичної кривої люмінесценції починає проявлятися другий максимум, який при 625 К виражений настільки яскраво, що помітно перевищує по інтенсивності початкову спалах світіння, рис. 5, крива 5. Спад люмінесценції після другого максимуму відбувається за законом

    I (?) = А / (1 + И) 2, I (?) = 3 -103 / (1 + 1, І) 2

    при 625 К (рис. 5, крива 5), що характерно для процесу рекомбінації другого порядку по хутра-

    низму Л-Х. Перебіг другої стадії можливо тільки в присутності атомів Про ^ на поверхні. При напуск СО на той же зразок 2п ^ Ю4: Мп2 +, поверхня якого заповнена тільки молекулярним киснем О2 ^, подібних кривих люмінесценції з двома максимумами не спостерігається, а інтенсивність майже на два порядки нижче, ніж в попередньому випадку, рис. 6.

    Складний характер кінетичних кривих люмінесценції (рис. 5) обумовлений одночасним протіканням двох процесів рекомбінації. Ударна рекомбінація СО + О ^> СО2 ^ відповідальна за початкову спалах і відбувається безактіва-ционно - про це говорить практична незалежність величини спалаху від температури зразка. Друга - активаційна стадія, описує високотемпературний максимум на кінетичної кривої 1 (/) як процес поверхневої рекомбінації атомів кисню, стимульований утворюється адсорбційним шаром. Цей шар переважно складається з молекул СО2 ^, що утворюються при інтенсивному окисленні налітають з газової фази молекул СО, адсорбованими атомами кисню О-Ь У міру формування на поверхні шару СО2 ^ при підвищеній температурі зразка (>400 К) розвивається процес рекомбінації атомів Про ^ в шарі СО2-к

    2 (0-Ь + СО 2-Ь) ^ > 2 (СО 2-Ь) + О 2-Ь + Ь + Му.

    Підвищення температури тут необхідно для прискорення поверхневої дифузії адатомів Про ^ за участю СО2-Ь Даною моделі відповідає Квадратичність по / ділянок розгоряння і спаду люмінесценції, що узгоджується з досвідом (другі максимуми на кривих 4, 5, рис. 5). Припущення про домінування в порушенні люмінесценції одного тільки типу рекомбінації СО ^ + О-L>CO2-L + L + Ну за механізмом Л-Х [1, 11] приво-

    Мал. 5. Спалахи люмінесценції віллеміта (Х, "Л = 523 нм) при напуску потоку молекул СО (j0 см ~ 2-з ') на поверхню

    Zn2SiO4: Mn2 + з попередньо адсорбованими атомами кисню. Температура зразка: ') 300; 2) 370; 3) 400; 4) 550; 5) 625 К. Атоми О, отримані дисоціацією O на Rh-стрічці, попередньо адсорбувати на поверхню віллеміта протягом '5 хв. при PO + O = 2,3 Па і Т = 295 К

    I отн. од.

    Мал. в. Спалахи люмінесценції віллеміта (ХШ, = 523 нм) при напуску потоку молекул CO (jCO = ', 9-'020 см ~ 2 с ~') на поверхню Zn2SiO4: Mn2 +, попередньо заповнену молекулами 02-L (предадсорбція O2 '5 хв. При PO = 2,6 Па і Т = 295 К). Температура зразка: ') 400, 2) 550 К

    дит до суперечливого тлумачення (протікання процесу без активації і з активацією) різних ділянок кінетичних кривих рис. 5.

    висновки

    1. Вивчено люмінесценція віллеміта, порушується в актах взаємодії налітають з газової фази збудженому молекул (O2, N2O, CO) з предадсорбірованнимі на поверхні атомами кисню O-L.

    2. У разі попередньої адсорбції атомів кисню на поверхні Zn2SiO4: Mn2 + люмінесценція збуджується за рахунок поверхневої ре-

    комбінації адсорбованих атомів кисню O-L, ускоряемой адсорбційним шаром молекул кисню O2-L або оксиду азоту N2O-L. Визначено кінетичні параметри люмінесценції віллеміта в потоці молекул N2O, О2.

    3. У потоці молекул CO кінетична крива раз-Гораном люмінесценції Zn2SiO4: Mn2 + має більш складний характер з двома максимумами. Перший з них обумовлений реакцією ударної рекомбінації налітають молекул CO з попередньо адсорбованими атомами кисню O-L, а другий - реакцією поверхневої рекомбінації атомів O-L в образующемся адсорбционном шарі молекул CO2-L.

    СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

    1. Клодель Б., Брейсс М., Фор Л., Генин М. Явища люмінесценції на поверхні і модель електронних енергетичних рівнів напівпровідникових каталізаторів // Журнал фізичної хімії. - 1978. - Т. 52. - № 12. - С. 3080-3086.

    2. Шігалугов С.Х., Тюрін Ю.І., Стир В.В., Толмачова Н.Д. Гетерогенна хемілюмінесценція каталізаторів-кристалів-фосфорів в суміші СО + О // Кінетика і каталіз. - 2000. -Т 41. - № 4. - С. 586-592.

    3. Шігалугов С.Х. Люмінесценція поверхні твердих тіл, порушується в гетерогенних реакціях за участю кисневих і кисневмісних часток: Дис. ... канд. фіз.-мат. наук. - Норильськ, 1989. - 211 с.

    4. Стир В.В., Толмачова Н.Д., Тюрін Ю.І., Шігалугов С.Х. Гетерогенна хемілюмінесценція кристаллофосфоров в продуктах дисоціації діоксиду сірки // Поверхня. Рентгенівські, синхротронного і нейтронні дослідження. - 2000.

    - № 4. - С. 68-74.

    5. Чистякова Н.В., Плотникова Є.Ю. Статистичне моделювання процесу дифузії атомів кисню в люмінофорі Y2Oз-Bi // Перспективи розвитку фундаментальних наук: Праці V Міжнар. конф. студентів і молодих вчених. - Томськ, 2008. - С. 105-107.

    6. Шігалугов С.Х., Ємельянов В.М., Катаєв А.Н., Тюрін Ю.І. Установка для вивчення нерівноважних атомно-молекулярних

    і електронних процесів на поверхні твердих тіл // Радіаційно-термічні ефекти і процеси в неорганічних матеріалах: Тр. IV Міжнар. науч. конф. - Томськ, 2004.

    - С. 316-320.

    7. Бреннан Д. Атомізація двоатомних молекул на металах // Каталозі. Фізико-хімія гетерогенного каталізу // Під ред. С.З. Рогінський. - М .: Світ, 1967. - С. 288-317.

    8. Радциг А.А., Смирнов Б.М. Довідник з атомної та молекулярної фізики. - М .: Атомиздат, 1960. - 240 с.

    9. Басов Л.Л., Котельников В.А., Солоніцин Ю.П. Фотодисоціація простих молекул на окисних адсорбентах // Спектроскопія фотоперетворення в молекулах / Под ред. Б.А. Свєшнікова. - Л .: Наука, 1977. - С. 228-238.

    10. Гранкін В.П., Миколаїв І.А., Стир В.В., Тюрін Ю.І. Ад-сорболюмінесценнія кристалів в молекулярних пучках кисню // Теоретична і експериментальна хімія. - 1981.

    - Т. 17. - № 6. - С. 757-773.

    11. Breysse М., Claydel В., Faure L., Guenin М. Chemiluminescence induced Ьу catalysis. Part III. Luminescent transitions of Europium ions in a Thoria matrix during the catalysis of carbon monoxide oxidation // Rare Earths Mod. Sci. and Technol. - N.Y.-L., 1978.-Р. 99-105.

    Надійшла 25.11.2008 р.

    УДК 539.21

    Люмінесценції ПОВЕРХНІ ТВЕРДИХ ТІЛ, ініційованих ПРЕДАДСОРБІРОВАННИМІ молекулярної частинки

    Ю.І. Тюрін, С.Х. Шігалугов *, В.Н. Ємельянов *, О.М. Катаєв *, Ю.В. Маловичко *, Є.Ю. Плотникова

    Томський політехнічний університет E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. * Норільський індустріальний інститут E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Вивчено гетерогенна люмінесценція, порушується при напуску потоку молекулярних кисневмісних часток на люмінофори Zn2SiO4: Mn і Y-2O-3: Bi3 +, поверхні яких попередньо заповнені молекулами оксиду вуглецю, кисню або оксиду азоту. Визначено швидкості і перетину процесів рекомбінації N2O + CO-L- ^ CO2-L + N2 (a = 5'1022 см2, 400 К); O2 + CO-L- + CO3-L (сг = 2-Ю-22см2, 400 К); CO + O2-L- + CO3-L (сг = 2-Ю-22см2, 550 К); CO + NO-L - ^^ - L + N (п = 7-1Сг22см2, 550 К) на зразках Zn2SiO4: Mn, Y2O-3: Bi.

    Ключові слова:

    Поверхня, люмінесценція, тверде тіло, адсорбція атомів, рекомбінація атомів, кислородосодержащие частки.

    Вступ

    Гетерогенна хемілюмінесценція (ГХЛ) - люмінесценція, порушується при протіканні хімічних реакцій на поверхні твердих тіл [1, 2].

    Порушення ГХЛ здійснюється в актах сільноекзотерміческіх перетворень на поверхні і в процесах електронного обміну між твердим тілом і адсорбатом.

    Такими актами є адсорбція атома або молекули, найчастіше кисню, на поверхневій анионной вакансії або атомі надлишкового метал-

    ла оксиду і стадія рекомбінації раніше адсорбованих атомів між собою або ударної рекомбінації адсорбованого атома з газофазним.

    Тверде тіло стабілізує продукти реакції, будучи акцептором енергії коливального і електронного збудження і перетворює енергію хімічної реакції в енергію люмінесцентного випромінювання. Кінетичні, стаціонарні і спектральні характеристики ГХЛ визначаються елементарними актами взаємодії газ-поверхню і можуть бути використані в якості методу спостереження, контролю та вивчення як активної


    Ключові слова: поверхню / люмінесценція / тверді тіла / адсорбція атомів / рекомбінація атомів

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити