Спектроскопия плазмы твердых и газообразных сред, а также свободных атомов и их многозарядных ионов

С использованием вакуумных УФ спектрометров высокого спектрального разрешения, изучены спектры Fe VII, Fe IX и Ge VII, возбуждаемые в вакуумной искре. В Fe VII в области 150 - 270 Å исследованы переходы с уровней возбужденных конфигураций 3d4p + 3p53d3 на уровни конфигурации основного состояния 3d2, а в области 1010 – 1280 Å – на уровни возбужденной конфигурации 3d4s. Идентифицировано 72 новых спектральных линий и найдено 26 новых энергетических уровней. Спектр Fe IX изучен в области 110 - 200 Å. В два раза увеличено количество идентифицированных линий переходов 3p53d – 3p54f. Идентифицировано также 67 новых линий переходов 3p53d – 3p43d2. Полученные данные использованы для идентификации ряда линий в спектре Солнца и в спектре ионов железа, возбужденных в электронно-лучевой ловушке. В Ge VII в области 110 – 127 Å идентифицировано 158 спектральных линий переходов 3d8 - 3d7(4f +5f) найдено 97 уровней энергии конфигураций 3d7(4f +5f). Исследована эффективность подавления плазменного «мусора» с помощью мембран из углеродных нанотрубок для источника излучения с длиной волны 13.5 нм на основе лазерной плазмы. Показано, что такие мембраны могут эффективно задерживать капельную фракцию дебриса. Также измерена эффективность торможения ионов олова и индия в таких мембранах в зависимости от энергии и кратности ионизации. Исследована рекомбинация плазмы на поверхностях материалов, которые используются в оптике для литографической длины волны 13.5 нм. Разработан новый вариант метода абсорбционной спектроскопии с диодными лазерами (ДЛАС) для определения температуры горячих зон. Метод основан на комбинации медленного сканирования частоты излучения зондирующего диодного лазера в окрестности линии поглощения тестовой молекулы среды и быстрой модуляции частоты излучения с амплитудой порядка ширины линии поглощения. Особенностью метода является использование двухлучевой дифференциальной схемы, логарифмическое преобразование сигналов и регистрация поглощения на первой гармонике частоты модуляции. Двухлучевая дифференциальная схема регистрации и логарифмическое преобразование сигналов поглощения позволили значительно снизить неселективное поглощение зондирующего излучения и шумы регистрации, определяемые избыточными шумами лазеров. Использование первой гармоники обеспечило повышение чувствительности метода ДЛАС. По разработанной методике проведены измерения температуры паров воды в атмосферном воздухе в диапазоне температур от 700 до 1100 К. Результаты определения температуры среды методом ДЛАС сравнивались с данными коммерческих термопар. Разница между температурой, измеренной стандартной термопарой, и средним значением, определенным по разработанной методике, составляла ΔТ = 40 К для температуры 1000 К и ΔТ = 30 К для температуры 800 К. Разработан новый вариант атомно-эмиссионного спектрометра с источником постоянного тока (ИПТ-АЭС) для прямого определения примесей хлора в чистом графите и графитовой фольге. Спектрометр позволяет определять содержание хлора на уровнях 1-100 ppm (10-6), что требуется для характеризации графита, использующегося в ядерной энергетике. В отличии от традиционных схем АЭС спектрометров вакуумного уф, использующихся для определения неметаллических примесей, в разработанной конструкции используется спектрометр ближнего ик-спектра. В качестве источника излучения используется дуга постоянного тока углерода в атмосфере аргона. В разработанном источнике излучения используются стандартные графитовые стержни высокой чистоты с диаметром 6 мм и стандартный держатель, однако имеются и новые технические решения. Для регистрации спектра используется компактный спектрометр с линейной полупроводниковой линейкой. Поскольку регистрация в ближнем ик-диапазоне осложнена спектральными интерференциями, были предприняты специальные приемы для учета этих эффектов. Разработан метод определения группы благородных металлов (БМ) в образцах горных пород. Метод основан на разложении твердого образца, сорбции БМ из растворов разложения и конечного определения БМ методом рентгено-флуоресцентного анализа с полным внешним отражением (РФА-ПВО). Исследования проводились в рамках Договора о научно-техническом сотрудничестве с кафедрой аналитической химии Московского Государственного университета.