ксимерних молекул заснована на специфічному розташуванні кривих потенційної енергії основного і збудженого станів молекули, що утворюються при зближенні атомів.
Рис. 1. Характерні терми ексімерний молекули, сприятливі для роботи ексимерного лазера.
Рис. 2. Енергетичні рівні молекули XeCl *.
Верхній терм лазерних переходів відповідає збудженої молекулі з іонним типом зв'язку. Такамолекула утворюється при зближенні іона інертного газу і негативного іона галогену. На далеких відстанях взаємодія відповідає Кулонівського тяжінню, яке при подальшому зближенні змінюється обмінним відштовхуванням електронів і кулоновским відштовхуванням ядер.
. 2 Плазмо-хімічні реакції
Дослідження кінетики реакцій в газах на галогенидах інертних газів досить складно. У кінетичних процесах бере участь багато частинок: атоми і молекули в основному і збудженому стані, кілька сортів іонів, а також велике число збуджених атомів і молекул. З метою спрощення розгляду кінетики реакцій відбуваються в есімерних лазерах, розділимо всі реакції, що відбуваються в плазмі на 8 груп, розглянемо лише найбільш важливі з них. При цьому деякі реакції можуть належати не тільки одній групі, а двом і більше. Первиe три групи складають:
I. Первинні реакції з електронами, наприклад:
. e + He? He + + e + e (1)
2. e + Xe? Xe * + e (2)
3. e + HCl? HCl (v) + e (3)
. Реакції між частинками буферного газу, наприклад
. He * + He + He? He 2 * + He (4)
. He + + 2He? He2 + + He (5)
6. Ne * + Ne + Ne? Ne 2 * + Ne (6)
III. Реакції з HCl, наприклад:
7. e + HCl? HCl (v) + e (7)
. e + HCl? H + Cl - (8)
9. e + HCl? HCl + + 2e (9)
. Реакції з втратами електронів і позитивно заряджених іонів:
а) диссоціативна рекомбінація:
10. HeXe + + e? Xe * + He (10)
б) потрійна рекомбінація, наприклад:
11. He 2 + + e + He? He * + 2He (11)
в) прилипання електрона до нейтральних часткам, наприклад:
. e + HCl? H + Cl - (12)
13. Cl + e + Ne? Cl - + e + Ne (13)
негативний і позитивний іони можуть рекомбінувати як бінарно (перезарядка):
. Cl - + Xe +? Xe * + Cl (14)
так і в потрійних соударениях:
. Xe + + Cl - + Ne? XeCl * + Ne (15)
Реакції (12) і (13) протікають досить швидко. Слід зауважити надзвичайну залежність швидкості цих реакцій від тиску. При тиску нижче однієї атмосфери константа швидкості цих реакцій має достатньо велике значення. Реакція типу (13) вносить істотний внесок в освіту збуджених молекул галогенідів інертних газів. Це припущення засноване на високих ККД лазерів, спостережуваних на молекулах ХеСL. Теоретичним обоснаваніем ефективності такого процесу є те, що крива кулоновской потенційної енергії вздовж якої відбувається рух іонів, перетинає велику частину ковалентних кривих на досить великих межьядерних відстанях. Це ускладнює перехід електрона від негативного до позитивного іону, перешкоджаючи утворенню ковалентного зв'язку .. Реакції, в результаті яких утворюються молекули ХеСL *. Крім реакції (14) найбільш важливими є реакції:
. Xe * + HCl (v)? XeCl * + H (16)
. NeXe * + Cl -? XeCl * + Nе (17)
реакції (13) найбільш істотна, і основний канал освіти ХеСL * проходить саме через неї. Дана реакція аналогічна взаємодії між іоном лужного металу і іоном галогену.
Реакція (15) протікає тільки в присутсвии неону або при використання його як буферного газу. За допомогою даної реакції утворюється 30% молекул ХеСL * й не дивно, що заміна гелію на неон вкачестве буферного газу підвищує енергію в імпульсі реальних пристроїв майже вдвічі .. Реакції, що обумовлюють процеси гасіння, що протікають в плазмі. До них, наприклад, відносяться реакції:
. XeCl * + He? Xe + He + Cl (18)
. XeCl * + Xe? 2Xe + Cl (19)
20. XeCl * + HCl (v)? Xe + HCl + Cl (20)
Найбільш важливою, принаймні, при низькому тиску, є пряме гасіння в зіткненнях з галогеносодержащіе молекулами (18). Константа швидкості...
