Исследование стабильности примесь-гелиевой фазы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.17, кандидат физико-математических наук Болтнев, Роман Евгеньевич

• Болтнев, Роман Евгеньевич
• кандидат физико-математических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Болтнев, Роман Евгеньевич

Введение.

1. Обзор литературы.

1.1. Методы получения примесных частиц в объёме конденсированного гелия

1.2. Экспериментальные и теоретические исследования компексов, образуемых примесными частицами в конденсированном гелии.

1.2.1. Стандартная пузырьковая модель.

1.2 2. Влияние фазового перехода гелия жидкость - твёрдое тело на свойства примесных частиц.

1.2.3. Многочастичные примесные комплексы в конденсированном гелии

2. Экспериментальная методика.

2.1. Метод конденсации атомно-молекулярных пучков в объём Hell.

2.2. Установка для стехиометрических измерений состава образцов ПГТФ

2.3. Установка для проведения рентгеноструктурных исследований образцов

2.4. Система регистрации спектров люминесценции при разрушении образцов примесь-гелиевой фазы.

3. Исследование изменения элементного состава образцов ПГТФ.

3.1. Определение стехиометрии образцов ПГТФ.

3.2. Изменение стехиометрии образцов ПГТФ в процессе их разрушения.

3.3. Модель двухслойной оболочки из атомов гелия вокруг примесной частицы

3.4. Влияние внешнего давления на стабильность примесь-гелиевой фазы

4. Рентгеноструктурные исследования образцов.

4.1. Исследования монопримесных образцов.

4.1.1. Неон-гелиевые образцы.

4.1.2. Азот-гелиевые образцы.

4.1.3. Криптон-гелиевые образцы.

4.2. Исследование образцов, полученных введением двух примесей в объём Hell

4.2.1. Ие-Ы2-гелиевые образцы.

4.2.2. Кг-Ые-гелиевые образцы.

4.3. Обсуждение результатов.

4.3.1. Новые материалы из нанокластеров атомов инертных газов и молекул азота.

4.3.2. Изменение кластерных пиков. Характер разрушения примесь-гелиевой фазы.'.

4.3.3. Анализ результатов исследования смешанных образцов.

4.4. Выводы.

5. Химические реакции между примесными частицами, стабилизированными в отвердевшем гелии.

5.1. Спектры люминесценции при разрушении образцов ПГТФ.

5.1.1. Образцы, конденсированные из смесей [N2]/[Не] и [Ы2]/[Не]/[Не].

5.1.2. Образцы, конденсированные из смесей [Ы2]/[Аг]/[Не] и [Ы2]/[Кг]/[Не]

5.1.3. Образцы, содержащие Хе.

5.1.4. Выводы.!.

5.2. Соконденсация примесных частиц различных типов в объёме жидкого гелия.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование стабильности примесь-гелиевой фазы»

Исследование примесных частиц и процессов, происходящих с их участием в конденсированном гелии, в последние годы вызывает всё возрастающий интерес в мире. Этому способствуют как интерес к фундаментальным исследованиям уникальных свойств жидкого гелия и решению вполне конкретных прикладных задач, так и недавние успехи в создании новых методов введения примесных частиц в объём конденсированного гелия. К настоящему времени разработаны и успешно применяются несколько взаимно дополняющих имплантационных методик, использующих различные подходы [1,2,3,4,5]. Помимо исследований, связанных с изучением влияния конденсированного гелия на свойства введённых в него частиц, изучается и изменение свойств самого гелия при введении в него примесных центров, а также использование таких центров как микрозондов, по которым можно судить о состоянии гелиевого окружения (подобный подход уже использован для определения наличия сверхтекучести в малых гелиевых кластерах п ~ 103"3 [6]). Ещё относительно недавно считалось, что гелий не пригоден для матричной изоляции из-за того, что он остаётся жидким даже при температуре О К и давлении меньшем 25 атм. Тем не менее оказалось, что в ряде случаев ясидкий гелий может быть успешно использован в этих целях: несмотря на то, что введённые в жидкий гелий примеси слипаются за счёт их взаимной диффузии, стационарная концентрация мономерных частиц в ряде случаев (например, атомы щелочных металлов) бывает достаточной для проведения спектроскопических исследований [3,7,8]. Оригинальным способом изоляции примесных частиц является помещение их в раздельно летящие холодные гелиевые капли [5,6]. При таком способе изоляции чувствительность масс-спектральной регистрации результата оптического воздействия достаточна для спектроскопического исследования помещённых в жидкий гелий молекул [9]. С началом применения лазерного распыления металлических мишеней в объёме твёрдого гелия и эта среда стала широко использоваться как матричное вещество. Более того, наличие в доступной для экспериментаторов области на фазовой диаграмме гелия двух различных фаз твёрдого гелия предоставляет возможность незначительным изменением приложенного давления менять симметрию гелиевого окружения примесной частицы [10]. В зависимости от решаемых задач в качестве примесных частиц могут быть использованы совершенно различные объекты - от элементарной частицы (электрон, позитрон) до больших молекул и кластеров. При этом нанокластеры можно рассматривать как промежуточное звено при переходе в область исследований свойств уже самого коденсированного гелия в ограниченной геометрии. В конденсированном гелии предполагается проведение работ и по определению характеристик самих примесных частиц. Например, обсуждается эксперимент по определению верхней границы постоянного электрического дипольного момента атома Сэ [11].

На протяжении уже нескольких десятилетий не ослабевает интерес к низким температурам с точки зрения создания и хранения энергоёмких метастабильных систем [12,13], который был инициирован наблюдениями интенсивного свечения при конденсации активного азота при 4.2 К [14]. Стабилизация радикалов в криогенных матрицах привлекательна высокой удельной энергией, выделяющейся при рекомбинации лёгких атомов и ряда свободных радикалов, что теоретически допускает создание ракетных двигателей с большим удельным импульсом на основе простых систем. Однако, только в последние годы конденсированный гелий стал рассматриваться как возможная матрица для стабилизации реакционноспособных частиц [15]. В принципе, стабилизация высоких концентраций атомов или свободных радикалов может быть осуществлена за счёт использования низких температур в комбинации с сильными магнитными полями [16], тем не менее, на практике, в конденсированной фазе это ещё не было осуществлено. Известно, что в большинстве случаев даже слабого вандерваальсового взаимодействия примесных центров с гелиевым окружением достаточно для того, чтобы эффективное давление в первом слое гелиевых атомов было существенно выше чем давление затвердевания объёмного гелия [17,18]. Можно предположить, что при встрече такие однослойные "твёрдые" кластеры должны слипаться образуя метастабильную твёрдую фазу. Действительно, в ряде экспериментальных работ, выполненных в низкотемпературной группе лаборатории квантовых систем

ФИнЭПХФ РАН, были получены результаты, указывающие на существование необычной твёрдой фазы, состоящей главным из атомов гелия, связанных с примесными частицами вандерваальсовым взаимодействием. В образцах такой фазы были достигнуты необычайно высокие относительные концентрации атомов азота [М]/[№] > 10 % [19,20]. В связи с этим, были начаты работы по изучению состава, строения и стабильности нового квантового объекта. Первые результаты по определению элементного состава, полученные для атомов и молекул азота, атомов неона, аргона, подтвердили, что новая фаза, названная примесь-гелиевой твёрдой фазой (ПГТФ), действительно состоит более чем на 90 % из атомов гелия [21]. Детальные спектроскопические исследования стабилизированных в ПГТФ атомов азота позволили определить, что центрами вандерваальсовых гелиевых кластеров являются не только одиночные атомы (молекулы) азота, но и комплексы из нескольких примесных частиц [22]. Были определены и температурные диапазоны существования ПГТФ как метастабильного объекта, но оставались неопределёнными такие принципиальные свойства как структура образцов ПГТФ и характер разрушения ПГТФ: сохраняется ли постоянным элементный состав образцов вплоть до их разрушения или возможны его изменения в процессе разогрева?

Помимо возможности получения этим способом метастабильных и энергоёмких систем, нельзя оставлять без внимания и такие направления, как криосинтез новых химических соединений и наблюдение необычных коллективных эффектов. Таким образом, исследование свойств метастабильных примесь-гелиевых систем имеет как фундаментальное, так и возможно прикладное значение. В качестве основного методического подхода для получения таких систем было использовано введение атомно-молекулярного пучка в сверхтекучий гелий [23].

Целью диссертационной работы являлось исследование стабильности примесь-гелиевой фазы - нового квантового объекта в физике низких температур. Для этого было необходимо провести взаимодополняющие циклы исследований, основанных на различных экспериментальных подходах: 1) определение стехиометрического коэффициента Б = ТЧне/^щ для примесь-гелиевой фазы, образованной примесными центрами различных видов, и влияния на него температуры; 2) определение структуры примесь-гелиевых образцов по дифракции рентгеновского излучения; 3) исследование стабильности примесь-гелиевой фазы в зависимости от вида примесного центра и внешнего давления, и процессов, происходящих при разрушении фазы.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка цитируемой литературы. В первой главе производится обзор литературы, посвященной экспериментальным и теоретическим исследованиям примесных частиц в объёме конденсированного гелия. Перечислены возможные методы их имплантации и исследования в конденсированном гелии. Во второй главе описан использованный в работе метод формирования в сверхтекучем гелии примесь-гелиевых образцов и методики определения их стехиометрии, проведения рентгеноструктурного анализа; регистрации оптических спектров. В третьей главе приведены результаты по определению стехиометрии и исследованию стабильности образцов ПГТФ. В четвёртой главе описаны результаты по рентгеноструктурному анализу примесь-гелиевых образцов. Пятая глава посвящена спектроскопическому исследованию процессов, происходящих на стадии разрушения примесь-гелиевых образцов при их разогреве. Представлен новый методический подход для стабилизации в конденсированном гелии примесных центров различных типов. В заключении сформулированы основные выводы и результаты диссертации.

Заключение диссертации по теме «Химическая физика, в том числе физика горения и взрыва», Болтнев, Роман Евгеньевич

Основные выводы и результаты диссертационной работы могут быть сформулированы следующим образом:

1. Определён элементный состав примесь-гелиевой фазы, полученной введением атомов Ne, Ar, Kr, Хе, N и молекул N2 в качестве примесных частиц в объём сверхтекучего гелия. Измеренный стехиометрический коэффициент S = NHe/Nim » 1 не является фиксированной величиной, а уменьшается при разогреве образца и удалении его из жидкого гелия. Полученные большие величины стехиометрического коэффициента существенно превышают значения, следующие из модели вандерваальсового кластера с одной гелиевой оболочки вокруг примесного центра.

2. Исследованы характеристики процесса разрушения примесь-гелиевой фазы. Образцы фазы, погружённые в жидкий гелий, стабильны. Удаление образцов из жидкого гелия, их выдержка при низком давлении паров гелия (-10 Topp) и разогрев от 1.5 до 8 К вызывают разрушение, сопровождающееся значительным уменьшением их объёма. Повышение давления увеличивает стабильность фазы. Температура начала процесса уменьшения объёма образца определяется типом примесной частицы. Окончательное разрушение образцов происходит при Т > 8 К. Присутствие высоких концентраций химически активных частиц в примесь-гелиевых образцах приводит к взрывному разрушению при разогреве.

3. Установлено, что процесс разрушения фазы вне жидкого гелия происходит в две стадии. Первая, медленная эндотермическая стадия соответствует испарению слабосвязанных атомов гелия из вторых координационных сфер вокруг примесных центров. Вторая, быстрая экзотермическая стадия - разрушению первых координационных сфер с одновременной ассоциацией примесных центров.

4. Методом рентгеноструктурного анализа показано, что примесь-гелиевая фаза, образующаяся в объёме сверхтекучего гелия при Т = 1.5 К введением тяжелых примесных частиц - Ne, N2, Кг имеет рентгеноаморфную структуру. Исследована временная и температурная стабильность структуры примесь-гелиевых образцов, находящихся в среде жидкого и газообразного гелия. Образцы, находясь в Hell при Т ~ 1.5 К, сохраняют структуру неизменной в течение многих часов. Повышение температуры гелия от 1.5 К до 4.2 К не изменяет структуры N2- и Kr-гелиевых образцов, а Ne-гелиевая фаза при этом разрушается - наблюдается рост нанокластеров из атомов №. Удаление жидкого гелия из ячейки с примесь-гелиевыми образцами всегда приводит к разрушению фазы и образованию пористых наноструктур из примесных частиц.

5. Введением примесных частиц в НеП получены наноструктурные материалы из атомов инертных газов - Кг и молекул N2 со средней

2,0 3 плотностью примесных частиц ~ 10 см", стабильные и вне жидкого гелия. Структурным блоком наноматериалов являются стабилизированные в гелиевых "шубах" кластеры из атомов примесных частиц с характерным размером ~ 60 А. Ме-содержащие наноструктур ные материалы стабильны при разогреве до температуры Т ~ 5 К, ^-содержащие - до ~ 13 К, Кг-содержащие - до 20 К.

6. Впервые зарегистрированы спектры люминесценции в диапазоне от 390 до 650 нм при взрывном разрушении образцов примесь-гелиевой фазы, содержащих стабилизированные атомы азота и кислорода. Особенностями зарегистрированных спектров являются: интенсивные а-группа атома азота и (3-группа атома кислорода при разрушении примесь-гелиевых образцов любого состава; М-полосы молекулы N0 в случае Аг-гелиевых и Кг-гелиевых образцов; полосы эксиплексов КгО и ХеО в случае Кг- и Хе-гелиевых образцов. Доказано протекание химических реакций с участием атомов N и О при разрушении примесь-гелиевой фазы.

7. Разработана и создана экспериментальная методика, позволяющая расширить круг исследуемых частиц в матрице отвердевшего гелия. Выполнены первые эксперименты по соконденсации в объёме сверхтекучего гелия примесных частиц из разных источников - газовой струи и абляционного облака при лазерном распылении твёрдой мишени.

В заключение выражаю благодарность научному руководителю Е.Б. Гордону за помощь и поддержку при выполнении работы и при обсуждении экспериментальных результатов.

Я очень благодарен В.В. Хмеленко за помощь и активное содействие в работе на всех её этапах и плодотворные дискуссии при постановке и проведении экспериментов, обсуждении результатов.

Я благодарен А.А. Пельменёву, Е.А. Попову и И.Н. Крушинской за большую помощь в проведении экспериментов, а также при обработке и обсуждении результатов.

Я признателен С.П. Лазуткину, воплотившему в реальность все конструкторские замыслы по улучшению экспериментальных установок, А.Ф. Шестакову за плодотворные дискуссии по обсуждению результатов, Д.Ю. Столярову и А. П. Харитонову за помощь в проведении экспериментов и обработке результатов, а также Б. Кеймеру и В. Кирюхину, сотрудникам Принстонского университета (США) за совместную работу по исследованию структуры примесь-гелиевых образцов.

Заключение

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Болтнев, Роман Евгеньевич, 2000 год

1. M.Himbert, A.Lezama, and J.Dupont-Roc, Laser excitation of Ba' ions in liquid helium. J. Physique 46, 2009-2014 (1985).

2. H.Bauer, M.Beau, B.Friendl, C.Marchand, K.Miltner, and H.J.Reyher, Implantation of atoms into liquid He for the purpose of impurity spectroscopy. Phys. Lett. A 137. 217-224(1989).

3. A.Fujisaki, K.Sano, T.Kinoshita, Y.Takahashi, and T.Yabuzaki, Implantation of neutral atoms into liquid helium by laser sputtering. Phys. Rev. Lett. 71, 1039-10421993).

4. M.Arndt, S.I.Kanorsky, A.Weis, and T.W.Hansch, Can paramagnetic atoms in superfluid helium be used to search for permanent electric dipole moments? Phys.1.tt. A174, 298-303 (1993).

5. S.Goyal, D.L.Schutt and G.Scoles, Vibrational Spectroscopy of Sulfur Hexafluoride Attached to Helium Clusters. Phys. Rev. Lett. 64, 933-936 (1992).

6. J.P.Toennies and A.F.Vilesov, Spectroscopy of atoms and molecules in liquid helium. Annu. Rev. Phys. Chem. 49, 1-41 (1998).

7. B.Tabbert, M.R.Beau, J.Fischer, G.zuPutlitz, and H.Schreck, Investigation of impurities in superfluid helium by optical spectroscopy. Physica В 194-196, 731-7321994).

8. Q.Hui, J.L.Persson, J.H.M.Beijersbergen, M.Takami, Spectroscopy and dynamics of neutral atoms in superfluid helium. Z. Phys. В 98, 353-357 (1995).

9. Hartmann M., Miller R.E., Toennies J.P. and Vilesov A. Rotationally Resolved Spectroscopy of SF6 in Liquid Helium Clusters: A Molecular Probe of Cluster Temperature. Phys. Rev. Lett. 75, 1566-1569 (1995).

10. S.Lang, M.Arndt, T.W.Hansch, S.Kanorsky, S.Lucke, S.B.Ross and A.Weis, Local field effects in the spectroscopy of Cs atoms trapped in solid 4He. ФНТ22, 171-173 (1996).

11. A.Weis, S.Kanorsky, M.Arndt, T.W.Hansch, Spin physics m solid helim: experimental results and applications. Z. Phys. В 98, 359-362 (1995).

12. А.Басс, Г.Бройда, Образование и стабилизация свободных радикалов. М. Изд. Иностр. Лит. 1962.

13. M.E.Fajardo, S.Tam, T.L.Thomson, M.E.Cordonnier, Spectroscopy and reactive dynamics of atoms trapped in molecular hydrogen matrices. Chem. Phys. 189, 351365 (1994).

14. H.P.Broida, J.R.Pellam, Phosphorescence of atoms and molecules of solid nitrogen at 4.2 K. Phys. Rev. 95, 845-846 (1954).

15. B.Palaszewski, L.S.Ianovski and P.Carrick, Propellant technologies: far-reaching benefits for aeronautical and space-vehicle propulsion. J. of Propulsion and Power 14, 641-648 (1998).

16. D.G.Fried, T.C.Killian, L.Willmaim, D.Landhuis, S.C.Moss, D.Kleppner and T.j.Greytak, Bose-Einstein condensation of atomic hydrogen. Phys. Rev. Lett. 8L 3811-3814 (1998).

17. R.N.Barnett and K.B.Whaley, Molecules in helium clusters: SF6He>j. J. Chem. Phys. 99, 9730-9744 (1993).

18. E.Dalfovo, Atomic and molecular impurities in 4He clusters. Z. Phys. D 29, 61-66 (1994).

19. Е.Б.Гордон, А.А.Пельменёв, Е.А.Попов, О.Ф.Пугачёв, В.В.Хмеленко, О возможности существования примесь-гелиевых вандерваальсовских кристаллов. ФНТ 15, 86-88 (1989).

20. E.B.Gordon, V.V.Khmelenko, A.A.Pelmenev, E.A.Popov and O.F.Pugachev, Impurity-helimn van der Waals crystals. Chem. Phys. Lett. 155, 301-304 (1989).

21. Р.Е.Болтнев, Е.Б.Гордон, И.Н.Крушинская, А.А.Пельменёв, Е.А.Попов, О.Ф.Пугачёв, В.В.Хмеленко, Определение. элементного состава примесь-гелиевой твёрдой фазы. 18, 819-825 (1992).

22. Е.Б.Гордон, Л.П.Межов-Деглин, О.Ф.Пугачёв, Стабилизация атомов азота в сверхтекучем гелии. Письма в ЖЭТФ 19, 103-106 (1974).

23. H.Froehlich, Theory of Dielectrics. Oxford University Press, Oxford (1949).

24. A.N.Gerritsen and J.Koolhaas, Physica 10, p.49 (1943).

25. A.N.Gerritsen, Physica 14, p.407 (1948).

26. K.W.Schwarz, Charge-carrier mobilities in liquid helium at the vapor pressure. Phys. Rev. A 6, 837-844 (1972).

27. D.A.L.Paul and R.L.Graham, Phys. Rev. 106, p. 16 (1957).

28. P.V.E.McClintock, Phys. Lett. A 29, p.453 (1969).

29. A.Phillips and P.V.E.McClintock, Phil. Trans, of the Royal Soc. 278, p.271 (1975).

30. P.Savich and A.Shalnikov, Coagulation of fog in the liquid helium II. J. Phys. USSR 10, p.299 (1946).

31. J.Jortner, L.Meyer, S.A.Rice, and E.G.Wilson, Energy transfer phenomena in liquid helium. Phys. Rev. Lett. 12, 415-416 (1964).

32. C.M.Surko, R.E.Packard, G.J.Dick, and F.Reif, Spectroscopic study of the luminescence of liquid helium in the vacuum ultraviolet. Phys. Rev. Lett. 24, 657659 (1970).

33. G.G.Ihas and T.M.Sanders Jr., Phys. Lett. A 31, p.502 (1970).

34. W.W.Johnson and W.I.Glaberson, Positive impurity ions in Hell. Phys. Rev. Lett. 29, 214-217(1972).

35. W.I.Glaberson and W.W.Johnson, Impurity ions in liquid helium. J. Low Temp. Phys. 20, p.313 (1975).

36. E.B.Gordon, V.V.Khmelenko, A.A.Pelmenev, E.A.Popov, O.F.Pugachev, A.F.Shestakov, Metastable impurity-helium solid phase. Experimental and theoretical evidence. Chem. Phys. 170,411-426 (1993).

37. Е.Б.Гордон, А.А.Пельменев, О.Ф.Пугачев, В.В.Хмеленко, ЭПР исследования атомов, стабилизированных в сверхтекучем гелии. I. Методика. Спектры ЭПР атомов азота. ФНТ 8, 601-607 (1982).

38. E.B.Gordon, A.A.Pelmenev, O.F.Pugachev, V.V.Khmelenko, Active nitrogen luminescence studies at liquid helium temperatures. Chem. Phys. 61, 35-41 (1981).

39. Е.Б.Гордон, А.А.Пельменев, О.Ф.Пугачев, В.В.Хмеленко, ЭПР исследования атомов, стабилизированных в сверхтекучем гелии. II. Спектры ЭПР атомов водорода и дейтерия. ФНТ 11, 563-571 (1985).

40. H.Bauer, M.Hausmann, R.Mayer, H.J.Reyher, E.Weber, and A.Winnacker, Implantation of impurity ions into Hell for optical spectroscopy purposes. Phys. Lett. A 110, 279-282(1985).

41. S.I.Kanorsky, M.Arndt, R.Dziewior, A.Weis and T.Hansch, Optical spectroscopy of atoms trapped in solid helium. Phys. Rev. В 49, 3645-3647 (1994).

42. Y.Takahashi, K.Sano, T.Kinoshita and T.Yabuzaki, Spectroscopy of alkali atoms and molecules in superfluid helium. Phys. Rev. Lett. 71, 1035-1038 (1993).

43. J.L.Persson, Q.Hui, M.Nakamura and M.Takami, Optical spectra of metal dimers and trimers in superfluid helium. Phys. Rev. A 52, 2011-2015 (1995).

44. F.Stienkemeier, J.Higgins, W.E.Emst, G.Scoles, Spectroscopy of alkali atoms and molecules attached to liquid helium clusters. Z. Phys. В 98, 413-416 (1995).

45. M.Hartmann, RE.Miller, J.P.Toennies, and A.F.Vilesov, Rotationally resolved spectroscopy of SF6 m liquid helium clusiers: a molecular probe of cluster temperature. Phys. Rev. Lett. 75, 1566-1569 (1995).

46. M.Hartmann, F.Mielke, J.P.Toennies, A.F.Vilesov, and G.Benedek, Direct spectroscopic observation of elementary excitations in superfluid He droplets. Phys. Rev. Lett. 76, 4560-4563 (1996).

47. J.Harms, M.Hartmann, W.Schollkopf, J.P.Toennies, and A.F.Vilesov, Proceedings of the 15th Int. Conf. on Atomic Physics, Amsterdam August 5-9, 1996.

48. D.A.L.Paul and R.L.Graham, Annihilation of positrons in liquid helium. Phys. Rev. 106. 16-18 (1957).

49. J.Wackerle and R.Stump, Annihilation of positrons in liquid helium. Phys. Rev. 106. 18-20 (1957).

50. R.A.Ferrell, Long lifetime of positronium in liquid helium. Phys. Rev. 108, 167-168 (1957).

51. R.L.Williams, Can. Phys. 35, p. 134 (1957).

52. L.Meyer and F.Reif, Mobilities of helium ions in liquid helium. Phys. Rev. 110, 279-280 (1958).

53. K.R.Atkins, Ions in Liquid Helium. Phys. Rev. JJ6, 1339-1343 (1959).

54. H.Haberland, B.v.Issendorff, R.Frochtenicht, J.P.Toennies, Absorption spectrscopy and photodissociation dynamics of small helium cluster ions. J. Chem. Phys. 102. 8773-8779 (1995).

55. C.G.Kuper, Theory of negative ions in liquid helium. Phys. Rev. 122, 1007-1011 (1961).

56. B.Burdick, Negative ions in liquid helium II. Phys. Rev. Lett. 14, 11-13 (1965).

57. R.C.Clark, Phys. Lett. 16, p.42 (1965).

58. J.Jortner, N.R.Kestner, S.A.Rice, and M.H.Cohen, Study of the Properties of an Excess Electron in Liquid Helium. I. The Nature of the Electron-Helium Interactions. J. Chem. Phys. 43, 2614-2625 (1965).

59. K.Hiroike, N.R.Kestner, S.A.Rice, and J.Jortner, Study of the Properties of an Excess Electron in Liquid Helium. II. A Refined Description of Configuration Changes in the Liquid. J. Chem. Phys. 43, p.2625 (1965).

60. W.T.Sommer, Liquid helium as a barrier to electrons. Phys. Rev. Lett. 12, 271-273 (1964).

61. M.A.Wolf and G.W.Rayfield, Energy of negative ions in liquid helium by photoelectric injection. Phys. Rev. Lett. 15, 235-237 (1965).

62. A.J.Dahm and T.M.Sanders, Relaxation time, effective mass and structure of ions in liquid helium. Phys. Rev. Lett. 17, 126-130 (1966).

63. J.Poitrenaud and F.I.B.Williams, Precise measurement of the effective mass of positive and negative charge carriers in liquid helium II. Phys. Rev. Lett. 29, 1230-1232(1972), 32, p. 1213 (1974).

64. M.V.Cole, R.A.Bachman, Structure of positive impurity ions in liquid helium. Phys. Rev. B 15, 1388-94 (1977).

65. M.V.Cole, F.Toigo, Structural transition for positive impurity ions in fluids. Phys. Rev. B 17, 2054-2056 (1978).

66. H.Guenther, M.Foerste, G.zuPutlitz, Th.Schumaher, Ions in superfluid helium: mesurement of the roton limited mobility. Fiz. Nizk. Temp. 22, 189-193 (1996).

67. M.Foerste, H.Guenther, O.Riediger, J.Wiebe, G.zuPutlitz, Ions and atoms in superfluid helium (4He): IV. Temperature dependence of the mpbility of alkali earth ions. Z. Phys. B 104, 317-322 (1997).

68. I.A.Fomin, JET? Lett. 6, p. 196 (1967).

69. B.DuVall and V.Celli, Phys. Lett. A 26, p.524 (1968).

70. W.B.Fowler and D.L.Dexter, Electronic Bubble States in Liquid Helium. Phys. Rev. 176, 337-343 (1968).

71. J.A.Northby and T.M.Sanders Jr., Photoejection of electrons from bubble states in liquid helium. Phys. Rev. Lett. 18, 1184-1186 (1967).

72. T.Miyakawa and D.L.Dexter, Interpretation of photoejection experiments and the well depth of electronic bubbles in liquid helium. Phys. Rev. A1, 513-518 (1970).

73. C.C.Grimes and G.Adams, Infrared spectrum of the electron bubble in liquid helium. Phys. Rev. Lett. 41, 6366-6371 (1990).

74. A.Ya.Parshin and S.V.Pereverzev, Sov. Phys. JETP Lett. 52, p.282 (1990).

75. C.C.Grimes and G.Adams, Infrared-absorption spectrum of electron bubble in liquid helium. Phys. Rev. B 45, 2305-2310 (1992).

76. B.P.Lerner, M.B.Chadwick, and I.M.Sokolov, J. Low Temp. Phys. 90, p.319 (1993).

77. A.P.Hickman and N.F.Lane, Localized excited states of helium in liquid helium. Phys. Rev. Lett. 26, 1216-1219 (1971).

78. J.P.Hansen and E.L.Pollock, Liquid helium configuration around a metastable excited helium atom. Phys. Rev. A 5, p.2214 (1972).

79. J.C.Hill, O.Heybey, G.K.Walters, Evidence of metastable atomic and molecular bubble states in electron-bombarded superfluid liquid helium. Phys. Rev. Lett. 18, 1213-1216 (1972).

80. J.W.Keto, M.Stockton and W.A.Fitzsimmons,. Dynamics of atomic and molecular metastable states produced in electron-bombarded superfluid helium. Phys. Rev. Lett. 28, 792-795 (1972).

81. W.A.Fitzsimmons, Atomic Physics, vol.3, E.J.Smith (ed.), Plenum Press, New York1973).

82. J.W.Keto, F.J.Soley, M.Stockton and W.A.Fitzsimmons, Dynamic properties of neutral excitations produced in electron-bombarded superfluid helium. 1. The He(JS) and He2(a3I) atomic and molecular metastable states. Phys. Rev. A 10, 872-8861974).

83. J.W.Keto, F.J.Soley, M.Stockton and W.A.Fitzsimmons, Dynamic properties of neutral excitations produced in electron-bombarded superfluid helium. II. Afterglow fluorescence of excited helium molecules. Phys. Rev. A10, 887-896 (1974).

84. F.J.Soley and W.A.Fitzsimmons, Pressure shift and quenching of atomic and molecular states produced in electron-borbarded liquid helium. Phys. Rev. Lett. 32, 988-991 (1974).

85. W.Steets, A.P.Hickman, and N.F.Lane, Chem. Phys. Lett. 28, p.31 (1974).

86. P.H.Zimmermann, J.F.Reichert, and A.J.Dahm, Study of the electron spin resonance of negative ions field emitted into liquid helium. Phys. Rev. В15, 2630-2650 (1977).

87. В.Б.Ельцов, А.Л.Паршин, И.А.Тодощенко, Оптические спектры триплетных молекул 4Не2* в сверхтекучем гелии в магнитном поле. ЖЭТФ 108, 1657-1667 (1995).

88. A.V.Konovalov and G.V.Shlyapnikov, Sov. Phys. JETP, 73, p.286 (1991).

89. Д.Б.Копелиович, А.Я.Паршин, С.В.Переверзев, Спектральные свойства и динамика эксимерных молекул Не2* в кристаллах 4Не. ЖЭТФ 96, 1122-1136 (1989).

90. V.Staemmler, Z. Phys. D 22, 721 (1992).

91. W.D.Sands, C.RBieler, K.C.Janda, Spectroscopy and dynamics of He2Cl2: A quantum liquid cluster? J. Chem. Phys. 95, 729-734 (1991).

92. J.L.Persson, Q.Hui, Z.L.Jakubek, M.Nakamura and M.Takami, Formation of AgHe2 exciplex in liquid helium. Phys. Rev. Lett. 76, 1501-04 (1996).

93. A.P.Hickman, W.Steets, and N.F.Lane, Nature of excited helium atoms in liquid helium: A theoretical model. Phys. Rev. £ 12, 3705-3717 (1975).

94. H.Bauer, M.Beau, B.Friedl, C.Marchand, K.Miltner and H.J.Reyher, Phys. Lett. A 146, p. 134 (1990).

95. V.Celli, M.H.Cohen, and M.J.Zuckeiman, Phys. Rev. 173, p.253 (1968).

96. А.Голов, Л.П.Межов-Деглин, Измерение спектра поглощения ИК излучения отрицательными зарядами в твёрдом гелии. Письма в ЖЭТФ, 56, 527-531 (1992).

97. A.Golov, Spectroscopic study of injected electron in solid helium. Z. Phys. В 98, 363-366 (1995).

98. D.L.Dexter and W.B.Fowler, Phys. Rev. 183, p.307 (1969).

99. P.Leiderer, Ions at helium interfaces. Z. Phys. В 98, 303-308 (1995).

100. M.R.Beau, J.Fischer, G.zuPutlitz, H.J.Reyher, and H.Schreck, Proc. 14te Int. Conf. On Coherent and Nonlinear Optics (IC0N091), St Petersburg, Russia (1991).

101. T.Yabuzaki, T.Kinoshita, K.Fukuda, Y.Takahashi, Laser spectroscopy and optical pumping of alkali atoms in superfluid helium. Z. Phys. В 98, 367-369 (1995).

102. B.Tabbert, H.Gunther and G.zuPutlitz, Optical investigation of impurities in superfluid 4He. J. Low Temp. Phys. 109, 653-707 (1997).

103. J.C.Miller and L.Andrews, J Chem. Phys. 69, 2054-20 (1978).

104. A.Bartelt, J.D.Close, F.Federmann, N.Quaas, and J.P.Toennies, Cold metal clusters: helium droplets as a nanoscale cryostat. Phys. Rev. Lett. 77, 3525-3528 (1996).

105. M.Lewerenz, B.Schilling, and J.P.Toennies, Successive capture and coagulation of atoms and molecules to small clusters in large liquid helium clusters. J. Chem. Phys. 102, 8191-8207(1995).

106. A.Scheidemann, B.Schilling, and J.P.Toennies, Anomalies in the reaction of He" with SF6 embedded in large helium-4 clusters. J. Phys. Chem. 97, 2128-2138 (1993).

107. Р.Е.Болтнев, Е.Б.Гордон, И.Н.Крушинская, М.В.Мартыненко, А.А.Пельменёв, Е.А.Попов, В.В.Хмеленко, А.Ф.Шестаков, Исследование разрушения примесь-гелиевой твёрдой фазы, ФНТ 23, 753-766 (1997).

108. R.E.Boltnev, E.B.Gordon, V.V.Khmelenko, J.N.Krushinskaya, M.V.Martynenko, A.A.Pelmenev, E.A.Popov, A.F.Shestakov, Luminescence of nitrogen and neon atoms isolated in solid helium, Chem. Phys. 189, 367-382 (1994).

109. А.Н.Зайдель, Г.В.Островская, Ю.И.Островский, Техника и практика спектроскопии. Изд. «Наука», Москва, 1976.

110. M.Peyron and H.P.Broida, Spectra emitted from solid nitrogen condensed at very low temperatures from a gas discharge, J. Chem. Phys. 30, 139-150 (1959).

111. А.А.Радциг, Б.М.Смирнов, Параметры атомов и атомных ионов. М., Энергоатомиздат, 1986.

112. K.E.Kurten, M.L.Ristig, Atomic impurities in liquid helium. Phys. Rev. В 27, 5479-5485 (1983).

113. A.D.B.Woods and R.A.Cowley, Structure and excitations of liquid helium. Rep. Prog. Phys. 36, 1135-1231 (1973).

114. G.Torchet, J.Farges, M.F. de Feraudy and B.Raoult, Electron Diffraction Studies of Clusters Produced in a Free Jet Expantion. The Chemical Physics of Atomic and Molecular Clusters, edited by G.Scoles (North-Holland, New York, 1990) 513-542.

115. J.Farges, M.F. de Feraudy, B.Raoult and G.Torchet, Noncrystalline structure of argon clusters. 1. Polycosahedral structure of ArN clusters, 20<N<50. J. Chem. Phys. 78, 5067-5080 (1983).

116. S.Goyal, D.L.Shutt and G.Scoles, Noble gas clusters as matrices for infrared spectroscopy. From small clusters to the bulk-matrix limit: SF6Arn, SF6Krn and SF6Xen with 100 < n < 10000. J. Chem. Phys. 102, 2302-2314 (1995).

117. S.Kakar, O.Bjorneholm, J.Weigelt, A.R.B. de Castro, L.Troger, R.Frahm and T.Moller, Size-dependent K-edge EXAFS study of the structure of free Ar clusters. Phys. Rev. Lett. 78, 1675-1678 (1997).

118. B.E.Warren, X-ray Diffraction. Addison-Wesley, Reading, MA, 1969.

119. В.И.Иверонова, Г.П.Ревкевич, Теория рассеяния рентгеновских лучей. М., Изд-во МГУ, 1978.

120. E.Cheng, G.Oim and M.W.Cole, State of the 4He film at monolayer completion. J. Low Temp. Phys. 74, 519-528 (1989).

121. G.Ihm, M.W.Cole, F.Toigo and G.Scoles, Systematic trends in van der Waals interactions. Atom-Atom and Atom-Surface cases. J. Chem. Phys. 87, 3995-3999 (1987).

122. Rare Gas Solids. Edited by M.L.Klein and J.A.Venables Academic Press, New York, 1977.-p. 1216.

123. O.F.Hagena and W.Obert, Cluster formation in expanding supersonic jets: effect of pressure, temperature, nozzle size and test gas. J. Chem. Phys. 56, 1793-1802 (1972).

124. C.E.Klots, Temperatures of evaporating clusters. Nature (London) 327, p.222 (1987).

125. R.Birringer, H.Gleiter, H.-P.Klein and P.Marquardt, Nanocrystalline materials. An approach to a novel solid structure with gas-like disorder? Phys. Lett. A 102. 365369(1984).

126. J.Yoon and M.H.W.Chan, Superfluif transition of 4He in porous gold. Phys. Rev. Lett. 78, 4801-4804 (1997).

127. K.Matsimoto, J.V.Porto, L.Pollack, E.N.Smith, T.L.Ho and J.M.Parpia, Quantum-3phase transition of He in aerogel at nonzero pressure. Phys. Rev. Lett. 79, 253-256 (1997).

128. R.E.Boltnev, I.N.Krushinskaya, A.A.Pelmenev, D.Yu.Stolyarov, V.V.Khmelenko, The thermoluminescence spectra obtained on the destruction of impurity-helium solid phase samples. Chem. Phys. Lett. 305, 217-224 (1999).

129. H.P.Broida and M.Peyron, Emission spectra of N2, 02, and NO molecules trapped in solid matrices. J. Chem. Phys. 32, 1068-1071 (1960).

130. R.P.Frosch and G.W.Robinson, Emission spectrum of NO in solid rare gases: The lifetime of the a4n state and the spectrum of the a4II —» X2n transitions. J. Chem. Phys. 41, 367-374 (1964).

131. J.Goodman and L.E.Brus, Weak isotope effect in the condensed phase vibrational relaxation of a nonhydride molecule: NO(a4II). J. Chem. Phys. 69, 1853-1857 (1978).

132. L.J.Schoen and H.P.Broida, Spectra emitted from rare gas-oxygen solids during electron bombardment. J. Chem. Phys. 32, 1184-1193 (1960).

133. J.Eloranta, K.Vaskonen, H.Hakkanen, T.Kiljunen, and H.Kunttu, 193 nm photodynamics of NO in rare gas matrices: Fluorescence, thermoluminescence, and photodissociation. J. Chem. Phys. 109, 7784-7792 (1998).

134. R.A.Ruehrein, J.S.Hashman and J.W.Edwards, Chemical reactions of free radicals at low temperature. J. Phys. Chem. 64, 1317-1322 (1960).

135. L.G.Piper, L.M.Cowles, and W.T.Pawlins, State-to state excitation of NO(A2I", v'=0,1,2) by N2(A3LU+, v'=0, 1,2). J. Chem. Phys. 85, 3369-3378 (1986).

136. C.D.Cooper, G.C.Cobb, and E.L.Tolnas, Visible spectra of XeO and KrO. J. Moi. Spectrosc. 7, 223-230 (1961).

137. Topics in Applied Physics v.30 "Excimer lasers", Edited by Ch.K.Rhodes, Springer-Verlag, Berlin, 1979.

138. D.L.Cunningham and K.C.Clark, Rates of collision-induced emission from metastable 0(*S) atoms. J. Chem. Phys. 61, 1118-1124 (1974).

139. J.Goodman, J.C.Tully, V.E.Bondybey, and L.E.Brus, Excited state spectroscopy, subpicosecond predissociation, and solvation of diatomic XeO in solid rare gas hosts. J. Chem. Phys. 66, 4802-4810 (1977).

140. V.Kiryukhin, B.Keimer, RE.Boltnev, V.V.Khmelenko, E.B.Gordon, Inert-Gas Solids with Nanoscale Porosity. Phys. Rev. Lett. 79, 1774-1777 (1997).