Резонансная ИК-фотохимия адсорбированных молекул

Проект направлен на изучение изменений в химическом составе или физическом состоянии гетерогенных систем под действием импульсов лазерного излучения, в том числе вызываемых селективным резонансным возбуждением колебательных состояний поверхностных соединений, методами колебательной спектроскопии с применением техники спектроскопии с разрешением во времени, а также методов спектров люминесценции и квантовой механики. Предлагаемая программа работ включает следующие основные направления: 1. Исследование индуцированных лазерным излучением процессов на поверхности с участием соединений различного изотопного состава, при их селективном резонансном возбуждении ИК излучением. Планируются опыты поиску изотопно-селективных реакций озона, СО, СО2, HN3 и оксидов азота в адсорбированном состоянии. Селективное резонансное возбуждение ИК лазерным излучением позволит наблюдать избирательное образование продуктов реакции определенного изотопного состава. Полученная информация будет представлять интерес для развития методов разделения изотопов, для решения проблемы сохранения озонового слоя и для тонкого каталитического синтеза. 2. Использование метода ИК-Фурье спектроскопии с временным разрешением позволяет планировать эксперименты по воздействию резонансного ИК возбуждения на системы с обратимыми изменениями под действием импульсного излучения. В частности, для адсорбентов, где была установлена изомерия связывания молекул СО, которые присоединяются к катионам как через атом С так и О, будет исследована возможность стимулировать изомерный переход резонансным воздействием ИК лазера, оценена вероятность индуцируемой облучением изомеризации и время релаксации системы до восстановления равновесия. Аналогичные опыты планируются с группами CN или NC, образующимися при диссоциативной адсорбции HCN на MgO, а также с молекулами N2O и NO, которые также обладают способностью к изомерии связывания. В системах с изотопной изомерией, когда две молекулы разного изотопного состава отличаются взаимным расположением, будет изучена возможность индуцирования взаимных превращений этих комплексов под действием резонансного ИК возбуждения. Результаты этой части работы представляют интерес для создания новых сред для сверхплотной записи информации. 3. Проблема диссипации колебательного возбуждения тесно связана с задачей о механизме трансформации энергии электронного возбуждения, часть которого всегда уходит на безызлучательную релаксацию с возбуждением тех же колебательных состояний. В связи с этим планируется изучение спектров люминесценции адсорбированных молекул, измерение времени жизни и наблюдение ИК-спектра их возбужденного триплетного состояния. Тушение люминесценции кислородом, сопровождается выделением синглетного кислорода, спектральное изучение химии которого в адсорбированном состоянии представляет собой самостоятельное направление в программе планируемых исследований, результаты которых представляют интерес для экологии и медицины. 4. Данные ИК-спектроскопии будут сопоставляться с результатами квантово-механических расчетов кластерных моделей, которые, наряду с колебательными частотами и энергиями комплексов, должны позволить оценить параметры, экспериментальное измерение которых представляется невозможным или затруднительным: высоту потенциальных барьеров между двумя состояниями, константы скоростей колебательной релаксации и процессов, индуцируемых резонансным возбуждением колебаний.