RU212813U1 - DEVICE FOR PRODUCING FULLERENE MOLECULES WITH CONTROLLED PARAMETERS IN THE GAS PHASE IN EXCITED ELECTRONIC VIBRATIONAL STATES - Google Patents
DEVICE FOR PRODUCING FULLERENE MOLECULES WITH CONTROLLED PARAMETERS IN THE GAS PHASE IN EXCITED ELECTRONIC VIBRATIONAL STATES Download PDFInfo
- Publication number
- RU212813U1 RU212813U1 RU2021127430U RU2021127430U RU212813U1 RU 212813 U1 RU212813 U1 RU 212813U1 RU 2021127430 U RU2021127430 U RU 2021127430U RU 2021127430 U RU2021127430 U RU 2021127430U RU 212813 U1 RU212813 U1 RU 212813U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- evaporator
- fullerene molecules
- electrodes
- gas phase
- generator
- Prior art date
Links
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 47
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 35
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000001007 puffing Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims description 2
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 abstract description 12
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 14
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 230000003287 optical Effects 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 4
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N Buckminsterfullerene Chemical compound C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N aluminium(3+) Chemical class [Al+3] REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 2
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N precursor Substances N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000002381 Plasma Anatomy 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004429 atoms Chemical group 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002717 carbon nanostructure Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 230000005274 electronic transitions Effects 0.000 description 1
- 238000004993 emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 description 1
- DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N krypton(0) Chemical compound [Kr] DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011005 laboratory method Methods 0.000 description 1
- 238000001748 luminescence spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- -1 molybdenum ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Полезная модель относится к средствам для анализа фуллеренов. Устройство для получения в газовой фазе молекул фуллеренов с контролируемыми параметрами в возбужденных электронно-колебательных состояниях включает вакуумную камеру 2, в которой размещены два электрода 3 и 4, выполненную с возможностью сообщения с высокочастотным (ВЧ) генератором 5 и системой для напуска инертного газа 7 между указанными электродами. В вакуумной камере 2 размещён испаритель 6, корпус которого служит электродом 3, а электродом 4 является расположенная над ним металлическая пластина. Электроды 3 и 4 выполнены с возможностью подключения к ВЧ-генератору 5. Технический результат – получение паров возбужденных, не разрушаемых молекул фуллеренов в газовой фазе с контролируемыми параметрами: концентрацией и эмиссионными спектрами. 1 ил. The utility model relates to tools for the analysis of fullerenes. A device for obtaining fullerene molecules in the gas phase with controlled parameters in excited electronic-vibrational states includes a vacuum chamber 2, in which two electrodes 3 and 4 are placed, configured to communicate with a high-frequency (HF) generator 5 and a system for puffing inert gas 7 between specified electrodes. In the vacuum chamber 2 there is an evaporator 6, the body of which serves as an electrode 3, and the electrode 4 is a metal plate located above it. Electrodes 3 and 4 are made with the possibility of connection to an RF generator 5. The technical result is the production of vapors of excited, indestructible fullerene molecules in the gas phase with controlled parameters: concentration and emission spectra. 1 ill.
Description
Полезная модель относится к средствам получения эмиссионных спектров электронно-колебательных состояний паров фуллеренов.The utility model relates to means for obtaining emission spectra of electronic-vibrational states of fullerene vapors.
Люминесцентные методы анализа основаны на измерении интенсивности свечения вещества при возбуждении молекул внешним источником энергии. Физический смысл явления люминесценции состоит в излучении излишка энергии в виде преобразованного излучения возбужденными молекулами вещества.Luminescent methods of analysis are based on measuring the intensity of the luminescence of a substance when molecules are excited by an external energy source. The physical meaning of the phenomenon of luminescence is the emission of excess energy in the form of converted radiation by excited molecules of matter.
При переходе системы из состояния n в состояние j энергия системы изменяется на ΔEjn=Ej-En. Эта энергия либо поглощается, либо испускается внешним полем. Для электромагнитного поля с частотой со энергия задается формулой Планка: Е=hω. Для наиболее вероятных в неинтенсивных электромагнитных полях процессов переход квантовой системы из состояния n в состояние j происходит с поглощением или испусканием: Ej-En=hωjn. Таким образом, поглощаемое или испускаемое излучение имеет частоту ωjn, позволяющую найти разность энергий ΔEjn состояний системы. На этом основаны спектроскопические методы исследования молекул. Кроме спектра люминесценция характеризуется интенсивностью, которая определяется энергией возбуждения и зависит от длины волны возбуждения, концентрации молекул.During the transition of the system from state n to state j, the energy of the system changes by ΔE jn =E j -E n . This energy is either absorbed or emitted by the external field. For an electromagnetic field with frequency co, the energy is given by Planck's formula: E=hω. For the most probable processes in non-intense electromagnetic fields, the transition of a quantum system from state n to state j occurs with absorption or emission: E j -E n =hω jn . Thus, the absorbed or emitted radiation has a frequency ω jn that makes it possible to find the energy difference ΔE jn of the states of the system. This is the basis of spectroscopic methods for studying molecules. In addition to the spectrum, luminescence is characterized by an intensity that is determined by the excitation energy and depends on the excitation wavelength and concentration of molecules.
Для получения информации о самой молекуле лучше всего исследовать спектры в разреженном газе. Наиболее эффективными методами возбуждения газовых сред являются газоразрядные методы, например, ВЧ-разряд.To obtain information about the molecule itself, it is best to study the spectra in a rarefied gas. The most effective methods for excitation of gaseous media are gas-discharge methods, for example, an RF discharge.
В осциллирующем электрическом поле электрон совершает колебания. При неупругих столкновениях с молекулами вещества происходит изменение внутреннего состояния молекул. Они могут перейти в возбужденное состояние (на более высокий уровень дискретного спектра), а также ионизоваться (перейти в состояние непрерывного спектра).In an oscillating electric field, an electron oscillates. In inelastic collisions with the molecules of a substance, the internal state of the molecules changes. They can go into an excited state (to a higher level of the discrete spectrum), as well as ionize (go into a continuous spectrum state).
Из патента US5620512, опубликованного 15.04.1997, известно устройство для производства алмазных пленок. Устройство содержит вакуумную камеру, испаритель для создания паров молекул фуллеренов в газовой фазе, систему напуска инертного газа, микроволновый генератор для возбуждения молекул фуллеренов с частотой 2,45 ГГц, выходной мощностью 500-1200 Вт, спектрометр. Устройство позволяет получать алмазную пленку на подложке путем осаждения молекул фуллеренов в результате диссоциации. Также приводятся эмиссионные спектры молекул фуллеренов С60 и молекул фуллеренов с инертным газом аргоном С60-Ar, однако последние представляют собой эмиссионный спектр углерода, что свидетельствует о диссоциации молекул фуллеренов в результате того, что сообщается слишком большое количество энергии. Недостатком устройства является использование мощного источника возбуждения, который приводит к диссоциации молекул фуллеренов, не позволяя сохранить молекулу целой.From patent US5620512, published 04/15/1997, a device for the production of diamond films is known. The device contains a vacuum chamber, an evaporator for creating vapors of fullerene molecules in the gas phase, an inert gas inlet system, a microwave generator for excitation of fullerene molecules with a frequency of 2.45 GHz, an output power of 500-1200 W, a spectrometer. The device makes it possible to obtain a diamond film on a substrate by deposition of fullerene molecules as a result of dissociation. The emission spectra of C 60 fullerene molecules and fullerene molecules with an inert gas argon C 60 -Ar are also given, however, the latter represent an emission spectrum of carbon, which indicates the dissociation of fullerene molecules as a result of too much energy being imparted. The disadvantage of the device is the use of a powerful source of excitation, which leads to the dissociation of fullerene molecules, not allowing to keep the molecule intact.
В настоящее время имеются данные об измеренных спектрах поглощения, а также теоретические данные об эмиссионных спектрах фуллеренов в газовой фазе, J. Tamuliene, Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures (2015), 23:3, 187-195.There are currently data on measured absorption spectra as well as theoretical data on the emission spectra of fullerenes in the gas phase, J. Tamuliene, Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures (2015), 23:3, 187-195.
Исследование эмиссионных спектров фуллеренов лабораторными методами проводилось в работе А.А, Вострикова, Д.Ю. Дубова, А.А. Агаркова, Письма в ЖЭТФ (1996), том 63, вып. 12, стр. 915-919 «Электрон-индуцированное излучение фуллерена С60 в газовой фазе» с использованием импульсного пучка электронов для возбуждения эмиссионных спектров электронно-колебательных состояний молекул фуллеренов в газовой фазе. Однако эти попытки не увенчались успехом, вероятно, из-за влияния процессов термической релаксации указанных состояний. Это определяет актуальность решения научно - технической задачи, связанной с получением приборными методами эмиссионных спектров электронно-колебательных состояний паров фуллеренов.The study of the emission spectra of fullerenes by laboratory methods was carried out in the work of A.A., Vostrikov, D.Yu. Dubova, A.A. Agarkova, JETP Letters (1996), vol. 63, no. 12, pp. 915-919 "Electron-induced emission of C 60 fullerene in the gas phase" using a pulsed electron beam to excite the emission spectra of the electronic-vibrational states of fullerene molecules in the gas phase. However, these attempts were unsuccessful, probably due to the influence of thermal relaxation processes of these states. This determines the relevance of solving the scientific and technical problem associated with obtaining by instrumental methods the emission spectra of the electronic-vibrational states of fullerene vapors.
Из патента RU2427667, опубликованного 27.08.2011, известно устройство для определения термического вакуумного осаждения сплавов методом эмиссионной спектроскопии. Устройство содержит вакуумную камеру, в которой размещены два электрода, к которым подсоединен ВЧ-генератор, испаритель для создания паров испаряемого сплава, спектрометр, персональный компьютер. Устройство позволяет рассчитывать скорость осаждения испаряемого сплава по зарегистрированным эмиссионным спектрам в результате возбуждения испаряемого сплава ВЧ-разрядом. Недостатком данного устройства является то, что оно не позволяет создавать и контролировать параметры молекул фуллеренов в газовой фазе.From patent RU2427667, published 08/27/2011, a device is known for determining the thermal vacuum deposition of alloys by emission spectroscopy. The device contains a vacuum chamber, in which two electrodes are placed, to which an RF generator is connected, an evaporator for creating vapors of the evaporated alloy, a spectrometer, and a personal computer. The device makes it possible to calculate the deposition rate of the evaporated alloy from the registered emission spectra as a result of excitation of the evaporated alloy by an RF discharge. The disadvantage of this device is that it does not allow you to create and control the parameters of fullerene molecules in the gas phase.
Наиболее близким техническим решением к заявленному устройству является устройство для получения фуллеренов известное из патента US5876684, опубликованного 02.03.1999.The closest technical solution to the claimed device is a device for obtaining fullerenes known from patent US5876684, published on 03/02/1999.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является получение в широком диапазоне концентраций паров неразрушенных возбужденных молекул фуллеренов в газовой фазе с контролируемыми параметрами, к которым относятся концентрация и эмиссионные спектры электронно-колебательных состояний молекул фуллеренов в газовой фазе.The technical result of the proposed utility model is to obtain in a wide range of vapor concentrations of undestroyed excited fullerene molecules in the gas phase with controlled parameters, which include the concentration and emission spectra of the electronic-vibrational states of fullerene molecules in the gas phase.
Достижение поставленной цели возможно с помощью устройства для получения в газовой фазе молекул фуллеренов с контролируемыми параметрами в возбужденных электронно-колебательных состояниях, включающее вакуумную камеру, в которой размещены два электрода, выполненную с возможностью сообщения с высокочастотным (ВЧ) генератором и системой напуска инертного газа.Achieving this goal is possible using a device for obtaining fullerene molecules in the gas phase with controlled parameters in excited electronic-vibrational states, including a vacuum chamber in which two electrodes are placed, configured to communicate with a high-frequency (HF) generator and an inert gas puffing system.
Отличие устройства состоит в том, что в вакуумной камере размещен испаритель, корпус которого служит одним из электродов, а другим электродом является расположенная над испарителем металлическая пластина, при этом электроды выполнены с возможностью подключения к ВЧ-генератору и напуска между ними инертного газа соответствующей системы. Предпочтительно частота ВЧ-генератора - 13,56 МГц, а его выходная мощность находится в диапазоне и от 30 до 600 Вт.The difference of the device lies in the fact that an evaporator is placed in the vacuum chamber, the body of which serves as one of the electrodes, and the other electrode is a metal plate located above the evaporator, while the electrodes are made with the possibility of connecting to the RF generator and letting the inert gas of the corresponding system between them. Preferably, the frequency of the RF generator is 13.56 MHz, and its output power is in the range from 30 to 600 watts.
Предпочтительно частота ВЧ-генератора - 13,56 МГц, а его выходная мощность находится в диапазоне и от 30 до 600 Вт.Preferably, the frequency of the RF generator is 13.56 MHz, and its output power is in the range from 30 to 600 watts.
Предпочтительно спектр регистрируется в диапазоне от 200 до 1100 нм.Preferably the spectrum is recorded in the range from 200 to 1100 nm.
Предпочтительно корпус испарителя выполнен металлическим, и одним из электродов служит корпус испарителя, а другим электродом является металлическая пластина, расположенная над испарителем.Preferably, the evaporator housing is made of metal, and one of the electrodes is the evaporator housing, and the other electrode is a metal plate located above the evaporator.
Предпочтительно испаритель имеет температуру, регулируемую в диапазоне от 550 до 800°С.Preferably the evaporator has a temperature controlled in the range from 550 to 800°C.
Предпочтительно устройство содержит контроллер для определения концентрации молекул фуллеренов на основании измерения температуры нагрева испарителя.Preferably, the device contains a controller for determining the concentration of fullerene molecules based on the measurement of the heating temperature of the evaporator.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых:The essence of the utility model is illustrated by drawings, in which:
Фиг. 1 - схема устройства для измерения электронно-колебательных состояний молекул фуллеренов,Fig. 1 - diagram of a device for measuring the electronic-vibrational states of fullerene molecules,
Фиг. 2 - график зависимости концентрации фуллеренов от температуры нагрева испарителFig. 2 - graph of the dependence of the concentration of fullerenes on the heating temperature of the evaporator
Устройство, схематично представленное на Фиг. 1, содержит спектрометр 1 и вакуумную камеру 2. В вакуумной камере размещены два электрода 3, 4, к которым подсоединен ВЧ-генератор 5, предназначенный для создания ВЧ-разряда между электродами 3, 4. В вакуумной камере размещен испаритель 6 для создания паров фуллеренов в разрядном промежутке между электродами 3,4. Устройство также содержит систему 7 напуска инертного газа между электродами 3, 4 для обеспечения зажигания между ними однородного ВЧ-разряда. При этом спектрометр 1 оснащен блоком обработки спектра с функцией вычитания опорного спектра инертного газа.The device schematically shown in Fig. 1, contains a
ВЧ-генератор 5 характеризуется выходной мощностью 30-600 Вт и частотой 13,56 МГц.The RF generator 5 is characterized by an output power of 30-600 W and a frequency of 13.56 MHz.
Спектрометр предназначен для регистрации спектров в диапазоне от 200 до 1100 нм.The spectrometer is designed to record spectra in the range from 200 to 1100 nm.
Корпус испарителя 6 выполнен, по меньшей мере, частично металлическим. Корпус или часть испарителя 6 служит электродом 3. Другой электрод 4 выполнен в виде металлической пластины, расположенной над испарителем 6.The body of the evaporator 6 is at least partially made of metal. The body or part of the evaporator 6 serves as an
Испаритель имеет температуру, регулируемую в диапазоне от 550 до 800°С для получения из загружаемого в испаритель вещества, например, прекурсора фуллеренов, паров фуллеренов различной концентрации, зависящей от температуры испарителя.The evaporator has a temperature controlled in the range from 550 to 800°C to obtain fullerene vapors of various concentrations from the substance loaded into the evaporator, for example, a fullerene precursor, depending on the temperature of the evaporator.
Устройство также содержит датчик давления 8 и контроллер 9, с интегрированной с ним термопарой 10, предназначенный для определения параметров паров между электродами 3, 4, в частности, для определения концентрации молекул фуллеренов на основании измерения температуры испарителя 6. Также в состав устройства входят собирающая линза 11 для сбора излучения разрядного промежутка и передачи его в разъем волоконно-оптического кабеля, а также персональный компьютер, ПК, 12, включающий в себя блок обработки спектра.The device also contains a pressure sensor 8 and a controller 9, with a thermocouple 10 integrated with it, designed to determine the parameters of the vapors between the
ВЧ-генератор 5 характеризуется выходной мощностью 30-600 Вт и частотой 13,56 МГц. Указанный диапазон мощности и частота ВЧ-разряда обеспечивают достаточное количество энергии для возбуждения молекул фуллеренов, сохраняя при этом целостность молекул.The RF generator 5 is characterized by an output power of 30-600 W and a frequency of 13.56 MHz. The specified power range and frequency of the RF discharge provide enough energy to excite fullerene molecules while maintaining the integrity of the molecules.
Устройство позволяет регистрировать спектры в диапазоне от 200 до 1100 нм. При этом спектр имеет типичный вид полос электронных переходов молекул фуллеренов, включающих колебательно-вращательные переходы. Спектр люминесценции фуллеренов регистрируется спектрометром 1 высокого разрешения с симметричной скрещенной оптической схемой Черни-Тернера, который позволяет получить разрешение до 0.02 нм. Для выводов излучения вакуумная камера 2 оснащена оптическим окном из материала КУ-1, обеспечивающим пропускание от 180 нм, за которым расположена собирающая линза 11, выполненная также из материала КУ-1, с фокусным расстоянием 20 см, позволяющая сфокусировать излучение разрядного промежутка на вход волоконно-оптического кабеля. Свет из волоконно-оптического кабеля попадает в спектрометр через оптический разъем, после чего попадает во входную щель спектрометра, установленную в оптическом разъеме.The device allows recording spectra in the range from 200 to 1100 nm. In this case, the spectrum has a typical form of bands of electronic transitions of fullerene molecules, including vibrational-rotational transitions. The luminescence spectrum of fullerenes is recorded by a high-
Испаритель 6 выполнен металлическим, например, из молибдена, поскольку молибден имеет низкий коэффициент линейного расширения, что позволяет сохранить форму при высоких температурах, также молибден является тугоплавким, что препятствует распространению ионов молибдена в разряд. В качестве активного электрода выступает металлическая пластина 4, а в качестве пассивного электрода 3 испаритель 6 или его часть вблизи выхода паров. Падение потенциала между плазмой ВЧ-разряда и электродами 3, 4 зависит от соотношения их площадей, в данном случае падение потенциала в разряде в большей степени сосредоточено у активного электрода 4, что позволяет реализовать более высокие энергии электронов, а также привести к интенсивным процессам ионизации. Расположение электрода 4 над испарителем 6 обеспечивает формирование ВЧ-разряда на пути потока фуллеренов.The evaporator 6 is made of metal, for example, from molybdenum, since molybdenum has a low coefficient of linear expansion, which allows it to retain its shape at high temperatures, and molybdenum is refractory, which prevents the spread of molybdenum ions into the discharge. The
Испаритель 6, выполненный с возможностью его нагрева до температуры в диапазоне 550-800°С для обеспечения относительной концентрации фуллеренов в общем объеме на уровне 0,1-10% при давлении 10 Торр.Evaporator 6 made with the possibility of heating it to a temperature in the range of 550-800°C to ensure the relative concentration of fullerenes in the total volume at the level of 0.1-10% at a pressure of 10 Torr.
На Фиг. 2 представлен график зависимости концентрации фуллеренов от температуры нагрева испарителя.On FIG. Figure 2 shows a plot of fullerene concentration versus evaporator heating temperature.
При температуре 550°С концентрация фуллеренов составляет 1014 см-3, при давлении 10 Торр=3,54⋅1017 см-3, относительная концентрация составит 0,1%, при температуре 800°С концентрация фуллеренов равна 1016, относительная концентрация 10%.At a temperature of 550°C the concentration of fullerenes is 10 14 cm -3 , at a pressure of 10 Torr=3.54⋅10 17 cm -3 , the relative concentration is 0.1%, at a temperature of 800°C the concentration of fullerenes is 1016, the relative concentration is 10 %.
Выполнение устройства в предложенном виде позволяет получать в широком диапазоне концентраций пары не разрушаемых возбужденных молекул фуллеренов в газовой фазе с контролируемыми параметрами, к которым относятся концентрация и эмиссионные спектры электронно-колебательных состояний молекул фуллеренов в газовой фазе.The implementation of the device in the proposed form makes it possible to obtain, in a wide range of concentrations, pairs of indestructible excited fullerene molecules in the gas phase with controlled parameters, which include the concentration and emission spectra of the electronic-vibrational states of fullerene molecules in the gas phase.
Устройство работает следующим образом. Испаряемое вещество, представляющее собой прекурсор фуллеренов или порошок молекул фуллеренов С60, помещается в расположенный в вакуумной камере 2 испаритель 6, выполненный с возможностью его нагрева до температуры в диапазоне 550-800°С, позволяющей изменять агрегатное состояние испаряемого вещества, частично преобразуя его в пары фуллеренов. Вакуумная камера 2 откачивается, при этом датчиком давления 8 осуществляют контроль степени вакуума. Для создания однородного ВЧ-разряда в вакуумную камеру 2 подается инертный газ, например, криптон с помощью системы напуска инертного газа 7, при этом возможны два механизма возбуждения электронных уровней молекулы С60: электронами и передачей энергии возбуждения атомов инертного газа молекулам фуллеренов. Включается ВЧ-генератор 5 с характерной выходной мощностью 30-600 Вт и частотой 13,56 МГц. Регистрируются опорные спектры инертного газа спектрометром 1. С помощью поворотного устройства (не показано) открывают испаритель 6, в результате чего пары фуллеренов выходят в разрядный промежуток с расстоянием между электродами - 27 мм, Параметры устройства подобраны так, что за время испарения 10 минут при разогретом до 800°С испарителе, испаряется 4 гр фуллеренов. Концентрацию потока паров фуллеренов определяют контроллером 9 по измеряемой температуре нагрева испарителя 6, которую регулируют в диапазоне 550-800°С. С помощью спектрометра 1 регистрируют возбуждаемые ВЧ-разрядом спектры люминесценции смеси молекул фуллеренов и инертного газа, из которых с помощью ПК 12 вычитают опорный спектр инертного газа. ВЧ-генератор 5 выключают.The device works as follows. The evaporated substance, which is a precursor of fullerenes or a powder of C 60 fullerene molecules, is placed in the evaporator 6 located in the vacuum chamber 2, which is made with the possibility of heating it to a temperature in the range of 550-800°C, which makes it possible to change the state of aggregation of the evaporated substance, partially converting it into pairs of fullerenes. The vacuum chamber 2 is evacuated, while the pressure sensor 8 controls the degree of vacuum. To create a homogeneous RF discharge, an inert gas, for example, krypton, is supplied to the vacuum chamber 2 using an inert
Зарегистрированные при различных концентрациях паров эмиссионные спектры электронно-колебательных состояний паров фуллеренов выводят на экран и сохраняют на персональном компьютере 12.The emission spectra of the electronic-vibrational states of fullerene vapors recorded at various vapor concentrations are displayed on the screen and stored on a
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU212813U1 true RU212813U1 (en) | 2022-08-09 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5620512A (en) * | 1993-10-27 | 1997-04-15 | University Of Chicago | Diamond film growth from fullerene precursors |
US5876684A (en) * | 1992-08-14 | 1999-03-02 | Materials And Electrochemical Research (Mer) Corporation | Methods and apparati for producing fullerenes |
RU2427667C2 (en) * | 2009-06-26 | 2011-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рыбинская государственная авиационная технологическая академия имени П.А. Соловьева" | Procedure for determination of rate of thermal vacuum sedimentation of alloys by method of emission spectroscopy |
RU163456U1 (en) * | 2015-11-02 | 2016-07-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук | DEVICE FOR SYNTHESIS OF FULLERENES AND ENDOEDRAL FULLERENES IN A ROTATING CARBON-HELIUM PLASMA |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5876684A (en) * | 1992-08-14 | 1999-03-02 | Materials And Electrochemical Research (Mer) Corporation | Methods and apparati for producing fullerenes |
US5620512A (en) * | 1993-10-27 | 1997-04-15 | University Of Chicago | Diamond film growth from fullerene precursors |
RU2427667C2 (en) * | 2009-06-26 | 2011-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рыбинская государственная авиационная технологическая академия имени П.А. Соловьева" | Procedure for determination of rate of thermal vacuum sedimentation of alloys by method of emission spectroscopy |
RU163456U1 (en) * | 2015-11-02 | 2016-07-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук | DEVICE FOR SYNTHESIS OF FULLERENES AND ENDOEDRAL FULLERENES IN A ROTATING CARBON-HELIUM PLASMA |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Wang et al. | Spatially resolved diagnostics of an atmospheric pressure direct current helium microplasma | |
Kabouzi et al. | Radial contraction of microwave-sustained plasma columns at atmospheric pressure | |
Rinnen et al. | Quantitative determination of H2, HD, and D2 internal‐state distributions by (2+ 1) resonance‐enhanced multiphoton ionization | |
Henriques et al. | Wave driven N 2–Ar discharge. II. Experiment and comparison with theory | |
Amorim et al. | Experimental and theoretical study of dissociation in the positive column of a hydrogen glow discharge | |
Biraben et al. | A metastable hydrogen atomic beam: construction and characteristics | |
US3431461A (en) | Electron cyclotron resonance heating device | |
RU212813U1 (en) | DEVICE FOR PRODUCING FULLERENE MOLECULES WITH CONTROLLED PARAMETERS IN THE GAS PHASE IN EXCITED ELECTRONIC VIBRATIONAL STATES | |
Bulska et al. | Comparative study of argon and helium plasmas in a TM010 cavity and a surfatron and their use for hydride generation microwave-induced plasma atomic emission spectrometry | |
Linnartz et al. | High resolution infrared direct absorption spectroscopy of ionic complexes | |
Turner et al. | Lifetime of Helium‐Neon Lasers | |
Shuaibov et al. | Characteristics and Parameters of Overstressed Nanosecond-Pulse Discharge Plasma between Chalcopyrite (CuInSe 2) Electrodes in Argon | |
Rehman et al. | Effect of neon mixing on vibrational temperature of molecular nitrogen plasma generated at 13.56 MHz | |
Malinina et al. | Optical characteristics and parameters of the plasma of a barrier discharge excited in a mixture of mercury dibromide vapor with nitrogen and helium | |
Malinina et al. | Mechanism enhancing the emission power of gas-discharge lamps based on mixtures of neon, nitrogen, and mercury dichloride vapor in the blue-green spectral interval | |
Iordanova | Spectroscopic temperature measurements in hydrogen inductively-driven plasmas at low pressures | |
Robertson | Collisional‐Radiative Recombination of He2+ into Dissociative States | |
Malinina et al. | Experimental and theoretical characterization of dielectric barrier discharge in mercury diiodide vapor, xenon and helium gaseous mixture | |
Samadi Bahnamiri et al. | Investigation of nitrogen fixation in low-pressure microwave plasma via rotational–vibrational NO and N2 kinetics | |
Grigorian et al. | Experimental and theoretical study of the radial density distribution of metastable atoms in a dc glow discharge in neon | |
Reuter | Formation Mechanisms of Atomic Oxygen in an Atmospheric Pressure Plasma Jet Characterisied by Spectroscopic Methods | |
Malinina et al. | Emission of mercury monobromide exciplex in gas-discharge plasma based on mixture of mercury dibromide vapor with sulfur hexafluoride and helium | |
Hikida et al. | Nanosecond light pulser with Hg vapor: Determination of quenching rate constants for Hg (3 P 1) with H2, C2H4, CO, and NH3 | |
Kadhim et al. | Spectroscopy of the Mirror Instability Growth Rate in Hollow Electrodes Discharge (HED) Plasma | |
Burakov et al. | Intracavity laser spectroscopy: plasma diagnostics and spectral analysis |