Российские и зарубежные ученые представили самые точные в мире параметры модели абсолютных интенсивностей переходов в системе из 24 сильно взаимодействующих колебательно-вращательных полос молекулы силана. Это важные характеристики, которые позволяют предсказывать «поведение» вещества. Подход позволил свести к минимуму погрешность между экспериментальными данными и численным моделированием. В будущем это позволит усовершенствовать контроль производства полупроводников, а также смоделировать состав планет и карликовых звезд. Результаты исследований опубликованы в журнале Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, сообщила пресс-служба Томского политехнического университета.
Абсолютная сила (или интенсивность) перехода — это величина, которая показывает вероятность перехода между конкретными квантовыми состояниями молекулы. На практике ее определяют как функцию параметров модели так называемого оператора эффективного дипольного момента для конкретной полосы поглощения или излучения. При наличии взаимодействий между полосами модель существенно усложняется. При этом, чем больше полос взаимодействует, тем сложнее модель. Из-за этого сложно с большой точностью предсказать, как поведет себя молекула в разных условиях.
Ученые Томского политеха совместно с коллегами из Брауншвейгского технического университета провели первый в истории высокоточный анализ абсолютных интенсивностей переходов 24 колебательно-вращательных полос поглощения силана в диапазоне 2 600-3 400 см-1. Исследование проводилось с помощью уникального по своим характеристикам Фурье-спектрометра высокого разрешения и последующего теоретического анализа полученной экспериментальной информации на основе специально разработанной математической модели.
В результате исследования ученые получили 19 параметров эффективного дипольного момента и описали его зависимость от колебательных координат. Эти данные легли в основу новой модели.
«Преимущество нашего подхода — это полная и самодостаточная калибровка абсолютных интенсивностей переходов для всех 24 колебательно-вращательных полос молекулы силана, включая очень слабые переходы. Этого удалось достичь за счет сочетания точной FTIR-спектроскопии, продуманной коррекции формы линий и математического инструментария. Разработанная нами модель показывает вероятность переходов молекулы силана с 95,4% точностью, это самая точная и надежная на сегодняшний день модель в мире для исследованного спектрального диапазона. Такой высокий уровень точности особенно важен для высоких квантовых состояний и понимания сложной структуры спектров различных природных изотопологов молекулы», — рассказали профессора Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов Томского политехнического университета Ольга Громова и Елена Бехтерева.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
