ИК спектры тонких пленок криоконденсатов изотопической смеси воды

Исследованы спектральные характеристики тонких пленок вакуумных конденсатов изотопической смеси воды, состоящей из H₂O (10%), HDO (50%) и D₂O (40%). Криоконденсаты получены на металлическом зеркале при температуре 30 К и давлении газовой фазы над подложкой в ходе криоосаждения 6,7×10⁻⁴ Па. Изучены И...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in:Физика низких температур
Date:2002
Main Authors: Алдияров, А., Дробышев, А., Сарсембинов, Ш.
Format: Article
Language:Russian
Published: Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України 2002
Subjects:
Online Access:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/130204
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:ИК спектры тонких пленок криоконденсатов изотопической смеси воды / А.Алдияров, А.Дробышев, Ш.Сарсембинов // Физика низких температур. — 2002. — Т. 28, № 3. — С. 297-303. — Бібліогр.: 14 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-130204
record_format dspace
spelling Алдияров, А.
Дробышев, А.
Сарсембинов, Ш.
2018-02-09T08:45:03Z
2018-02-09T08:45:03Z
2002
ИК спектры тонких пленок криоконденсатов изотопической смеси воды / А.Алдияров, А.Дробышев, Ш.Сарсембинов // Физика низких температур. — 2002. — Т. 28, № 3. — С. 297-303. — Бібліогр.: 14 назв. — рос.
0132-6414
PACS: 87.30.-j
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/130204
Исследованы спектральные характеристики тонких пленок вакуумных конденсатов изотопической смеси воды, состоящей из H₂O (10%), HDO (50%) и D₂O (40%). Криоконденсаты получены на металлическом зеркале при температуре 30 К и давлении газовой фазы над подложкой в ходе криоосаждения 6,7×10⁻⁴ Па. Изучены ИК спектры пленок различной толщины (d = 0,1- 2,5 мкм) в диапазоне частот 4200– 400 см⁻¹. Обнаружено, что увеличение толщины пленки воды в ходе конденсации привело к существенным изменениям спектральной отражательной способности в диапазоне характеристических частот внутримолекулярных колебаний — увеличению интенсивности поглощения и ширины спектральных полос. Установлено, что при d⩾2,5 мкм пленка криоконденсата воды является оптически прозрачной в широком спектральном интервале.
The spectral characteristics of thin films of vacuum condensates of an isotopic water mixture consisting of 10% H₂O, 50% HDO, and 40% D₂O are investigated. The cryocondensates are obtained on a metallic mirror at a temperature of 30 K and a pressure of the gas phase over the substrate during the cryodeposition of 6.7×10⁻⁴ Pa. The IR spectra are investigated in the frequency range 4200–400 cm⁻¹ for films of different thicknesses (d=0.1–2.5 μm). It is found that the increasing thickness of the water film during the course of the condensation leads to substantial changes in the spectral reflectivity in the range of characteristic frequencies of the intramolecular vibrations—an increase in the absorption intensity and in the width of the spectral bands. It is found that for d⩾2.5 μm a film of water cryocondensate is optically transparent over a wide spectral interval.
ru
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
Физика низких температур
Низкоразмерные и неупорядоченные системы
ИК спектры тонких пленок криоконденсатов изотопической смеси воды
Infrared spectra of thin films of cryocondensates of an isotopic water mixture
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title ИК спектры тонких пленок криоконденсатов изотопической смеси воды
spellingShingle ИК спектры тонких пленок криоконденсатов изотопической смеси воды
Алдияров, А.
Дробышев, А.
Сарсембинов, Ш.
Низкоразмерные и неупорядоченные системы
title_short ИК спектры тонких пленок криоконденсатов изотопической смеси воды
title_full ИК спектры тонких пленок криоконденсатов изотопической смеси воды
title_fullStr ИК спектры тонких пленок криоконденсатов изотопической смеси воды
title_full_unstemmed ИК спектры тонких пленок криоконденсатов изотопической смеси воды
title_sort ик спектры тонких пленок криоконденсатов изотопической смеси воды
author Алдияров, А.
Дробышев, А.
Сарсембинов, Ш.
author_facet Алдияров, А.
Дробышев, А.
Сарсембинов, Ш.
topic Низкоразмерные и неупорядоченные системы
topic_facet Низкоразмерные и неупорядоченные системы
publishDate 2002
language Russian
container_title Физика низких температур
publisher Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
format Article
title_alt Infrared spectra of thin films of cryocondensates of an isotopic water mixture
description Исследованы спектральные характеристики тонких пленок вакуумных конденсатов изотопической смеси воды, состоящей из H₂O (10%), HDO (50%) и D₂O (40%). Криоконденсаты получены на металлическом зеркале при температуре 30 К и давлении газовой фазы над подложкой в ходе криоосаждения 6,7×10⁻⁴ Па. Изучены ИК спектры пленок различной толщины (d = 0,1- 2,5 мкм) в диапазоне частот 4200– 400 см⁻¹. Обнаружено, что увеличение толщины пленки воды в ходе конденсации привело к существенным изменениям спектральной отражательной способности в диапазоне характеристических частот внутримолекулярных колебаний — увеличению интенсивности поглощения и ширины спектральных полос. Установлено, что при d⩾2,5 мкм пленка криоконденсата воды является оптически прозрачной в широком спектральном интервале. The spectral characteristics of thin films of vacuum condensates of an isotopic water mixture consisting of 10% H₂O, 50% HDO, and 40% D₂O are investigated. The cryocondensates are obtained on a metallic mirror at a temperature of 30 K and a pressure of the gas phase over the substrate during the cryodeposition of 6.7×10⁻⁴ Pa. The IR spectra are investigated in the frequency range 4200–400 cm⁻¹ for films of different thicknesses (d=0.1–2.5 μm). It is found that the increasing thickness of the water film during the course of the condensation leads to substantial changes in the spectral reflectivity in the range of characteristic frequencies of the intramolecular vibrations—an increase in the absorption intensity and in the width of the spectral bands. It is found that for d⩾2.5 μm a film of water cryocondensate is optically transparent over a wide spectral interval.
issn 0132-6414
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/130204
citation_txt ИК спектры тонких пленок криоконденсатов изотопической смеси воды / А.Алдияров, А.Дробышев, Ш.Сарсембинов // Физика низких температур. — 2002. — Т. 28, № 3. — С. 297-303. — Бібліогр.: 14 назв. — рос.
work_keys_str_mv AT aldiârova ikspektrytonkihplenokkriokondensatovizotopičeskoismesivody
AT drobyševa ikspektrytonkihplenokkriokondensatovizotopičeskoismesivody
AT sarsembinovš ikspektrytonkihplenokkriokondensatovizotopičeskoismesivody
AT aldiârova infraredspectraofthinfilmsofcryocondensatesofanisotopicwatermixture
AT drobyševa infraredspectraofthinfilmsofcryocondensatesofanisotopicwatermixture
AT sarsembinovš infraredspectraofthinfilmsofcryocondensatesofanisotopicwatermixture
first_indexed 2025-11-25T15:52:54Z
last_indexed 2025-11-25T15:52:54Z
_version_ 1850517231147941888
fulltext Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 3, c. 297–303Àëäèÿðîâ À., Äðîáûøåâ À., Ñàðñåìáèíîâ Ø.ÈÊ ñïåêòðû òîíêèõ ïëåíîê êðèîêîíäåíñàòîâ èçîòîïè÷åñêîé ñìåñè âîäûAldijarov A., Drobyshev A., and Sarsembinov S.IR spectra of thin films of cryocondensates of isotopic water mixture ÈÊ ñïåêòðû òîíêèõ ïëåíîê êðèîêîíäåíñàòîâ èçîòîïè÷åñêîé ñìåñè âîäû À. Àëäèÿðîâ, À. Äðîáûøåâ, Ø. Ñàðñåìáèíîâ Êàçàõñêèé ãîñóäàðñòâåííûé íàöèîíàëüíûé óíèâåðñèòåò, Òîëå áè, 96, Àëìàòû, 480012, Êàçàõñòàí E-mail: drobyshev@nursat.kz Ñòàòüÿ ïîñòóïèëà â påäàêöèþ 28 ñåíòÿáðÿ 2001 ã., ïîñëå ïåðåðàáîòêè 13 íîÿáðÿ 2001 ã. Èññëåäîâàíû ñïåêòðàëüíûå õàðàêòåðèñòèêè òîíêèõ ïëåíîê âàêóóìíûõ êîíäåíñàòîâ èçîòîïè÷åñêîé ñìåñè âîäû, ñîñòîÿùåé èç H2O (10%), HDO (50%) è D2O (40%). Êðèîêîí- äåíñàòû ïîëó÷åíû íà ìåòàëëè÷åñêîì çåðêàëå ïðè òåìïåðàòóðå 30 Ê è äàâëåíèè ãàçîâîé ôàçû íàä ïîäëîæêîé â õîäå êðèîîñàæäåíèÿ 6,7⋅10−4 Ïà. Èçó÷åíû ÈÊ ñïåêòðû ïëåíîê ðàçëè÷íîé òîëùèíû (d = 0,1– 2,5 ìêì) â äèàïàçîíå ÷àñòîò 4200– 400 ñì−1. Îáíàðóæåíî, ÷òî óâåëè÷åíèå òîëùèíû ïëåíêè âîäû â õîäå êîíäåíñàöèè ïðèâåëî ê ñóùåñòâåííûì èçìåíåíèÿì ñïåêòðàëüíîé îòðàæàòåëüíîé ñïîñîáíîñòè â äèàïàçîíå õàðàêòåðèñòè÷åñêèõ ÷àñòîò âíóòðèìîëåêóëÿðíûõ êîëåáàíèé — óâåëè÷åíèþ èíòåíñèâíîñòè ïîãëîùåíèÿ è øè- ðèíû ñïåêòðàëüíûõ ïîëîñ. Óñòàíîâëåíî, ÷òî ïðè d ≥ 2,5 ìêì ïëåíêà êðèîêîíäåíñàòà âîäû ÿâëÿåòñÿ îïòè÷åñêè ïðîçðà÷íîé â øèðîêîì ñïåêòðàëüíîì èíòåðâàëå. Äîñëiäæåíî ñïåêòðàëüíi õàðàêòåðèñòèêè òîíêèõ ïëiâîê âàêóóìíèõ êîíäåíñàòiâ içîòî- ïi÷íî¿ ñóìiøi âîäè, ÿêà ñêëàäàºòüñÿ ç H2O (10%), HDO (50%) òà D2O (40%). Êðiîêîíäåí- ñàòè îòðèìàíî íà ìåòàëåâîìó äçåðêàëi ïðè òåìïåpàòópi 30 Ê i òèñêó ãàçîâî¿ ôàçè íàä ïiäêëàäêîþ ó õîäi êðiîîñàäæåííÿ 6,7⋅10−4 Ïà. Âèâ÷åíî I× ñïåêòðè ïëiâîê ðiçíî¿ òîâùèíè (d = 0,1– 2,5 ìêì) ó äiaïàçîíi ÷àñòîò 4200– 400 ñì−1. Âèÿâëåíî, ùî çáiëüøåííÿ òîâùèíè ïëiâêè âîäè ó õîäi êîíäåíñàöi¿ ïðèçâåëî äî iñòîòíèõ çìií ñïåêòðàëüíî¿ âiäáèâíî¿ çäàòíîñòi â äiàïàçîíi õàðàêòåðèñòè÷íèõ ÷àñòîò âíóòðiøíüîìîëåêóëÿðíèõ êîëèâàíü — çáiëüøåííþ iíòåíñèâíîñòi ïîãëèíàííÿ òà øèðèíè ñïåêòðàëüíèõ ñìóã. Óñòàíîâëåíî, ùî ïðè d ≥ 2,5 ìêì ïëiâêà êðiîêîíäåíñàòó âîäè º îïòè÷íî ïðîçîðîâîþ ó øèðîêîìó ñïåêòðàëüíîìó iíòåðâàëi. PACS: 87.30.–j Ââåäåíèå Èçó÷åíèþ îïòè÷åñêèõ ñâîéñòâ êðèîêîíäåíñà- òîâ âîäû è òÿæåëîé âîäû ïîñâÿùåíî çíà÷èòåëü- íîå ÷èñëî ðàáîò. ×àñòü èç íèõ ìîæíî ñ ïîëíûì îñíîâàíèåì îòíåñòè ê êëàññè÷åñêèì èññëåäîâàíè- ÿì [1–3]. Íàöåëåííûå â îñíîâíîì íà âûÿâëåíèå âçàèìîñâÿçè ìåæäó ïàðàìåòðàìè ìåæìîëåêóëÿð- íûõ âçàèìîäåéñòâèé è ñòðóêòóðîé ëüäîâ, îíè çà- ëîæèëè íàäåæíóþ îñíîâó äëÿ äàëüíåéøåãî èçó÷å- íèÿ òàêèõ îáúåêòîâ, âêëþ÷àÿ ðàçëè÷íûì îáðàçîì ñòèìóëèðîâàííûå ñòðóêòóðíî-ìîðôîëîãè÷åñêèå òðàíñôîðìàöèè. Çà ïîñëåäíåå äåñÿòèëåòèå èññëå- äîâàíèÿ ñâîéñòâ òâåðäîé è òÿæåëîé âîäû ïðè íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ âíîâü çíà÷èòåëüíî àêòèâè- çèðîâàëèñü. Ýòî ñâÿçàíî êàê ñ ïîñòàíîâêîé ðÿäà íîâûõ ýêñïåðèìåíòîâ ÷èñòî íàó÷íîãî, ôóíäàìåí- òàëüíîãî ïëàíà, òàê è ñ íåîáõîäèìîñòüþ ðåøåíèÿ øèðîêîãî êðóãà ïðèêëàäíûõ çàäà÷.  îñíîâíîì îíè ñâÿçàíû ñ îáåñïå÷åíèåì äëèòåëüíîãî ôóíêöè- îíèðîâàíèÿ èñêóññòâåííûõ îáúåêòîâ â óñëîâèÿõ êîñìîñà, ÿäåðíîé ýíåðãåòèêîé, ðàçðàáîòêîé ëà- çåðíîé òåõíèêè íà îñíîâå ìàòðè÷íî-èçîëèðîâàí- íûõ ïðèìåñíûõ êðèîêîíäåíñàòîâ è ò.ä. Ïðè ýòîì áëàãîäàðÿ ïîÿâëåíèþ óíèêàëüíîé òåõíèêè ñòàëà âîçìîæíîé ïîñòàíîâêà ýêñïåðèìåíòàëüíûõ çàäà÷ áîëåå âûñîêîãî óðîâíÿ. Óñëîâíî èõ ìîæíî ðàçäå- ëèòü íà òðè íàïðàâëåíèÿ. — Èçó÷åíèå ïðîöåññîâ êëàñòåðîîáðàçîâàíèÿ â ýïèòàêñèàëüíûõ ñëîÿõ [4,5]. Çäåñü îáúåêòàìè èñ- ñëåäîâàíèé ÿâëÿþòñÿ ìîíîñëîè îñàæäåííîé âîäû. Íà îñíîâàíèè ïîëó÷åííûõ ÈÊ ñïåêòðîâ äåëàþòñÿ © À. Àëäèÿðîâ, À. Äðîáûøåâ, Ø. Ñàðñåìáèíîâ, 2002 âûâîäû î ñòðóêòóðå êëàñòåðîâ, îáðàçóþùèõñÿ íà õîëîäíûõ ïîäëîæêàõ. — Èñïîëüçîâàíèå ìåòîäèêè êðèîìàòðè÷íîé èçîëÿöèè äëÿ ïîëó÷åíèÿ èíôîðìàöèè î õàðàêòåðå èçìåíåíèé õàðàêòåðèñòè÷åñêèõ âíóòðèìîëåêóëÿð- íûõ êîëåáàíèé èçîëèðîâàííûõ ìîëåêóë è î âçàè- ìîäåéñòâèè èõ ìåæäó ñîáîé, âêëþ÷àÿ ïðîöåññû îáðàçîâàíèÿ àãðåãàòîâ ðàçëè÷íîãî ïîðÿäêà [6,7]. — Êëàññè÷åñêîå èçó÷åíèå òîíêèõ ïëåíîê êðèî- âàêóóìíûõ êîíäåíñàòîâ, òîëùèíà êîòîðûõ ñî- èçìåðèìà ñ äëèíîé âîëíû õàðàêòåðèñòè÷åñêèõ âíóòðèìîëåêóëÿðíûõ êîëåáàíèé [8–10]. Ðåçóëü- òàòàìè òàêèõ èññëåäîâàíèé, êàê ïðàâèëî, ÿâëÿþò- ñÿ äàííûå ïî ñêîðîñòè ðîñòà, òåïëîôèçè÷åñêèì è îïòè÷åñêèì õàðàêòåðèñòèêàì êðèîâàêóóìíûõ êîíäåíñàòîâ â çàâèñèìîñòè îò òåðìîäèíàìè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ îñàæäåíèÿ. Íà îñíîâàíèè ïîëó÷åí- íûõ ðåçóëüòàòîâ ìîæíî ñäåëàòü ïðåäâàðèòåëüíûå âûâîäû î ñòðóêòóðå êðèîêîíäåíñàòà è åå òðàíñ- ôîðìàöèÿõ. Èìåííî òàêîé ïîäõîä ðåàëèçîâàí êàê â ðàñ- ñìàòðèâàåìîé ïóáëèêàöèè, òàê è ïðè ïîëó÷åíèè áîëåå ðàííèõ ðåçóëüòàòîâ. Çà ïîñëåäíåå äåñÿòèëå- òèå íàìè áûëè èçó÷åíû çàêîíîìåðíîñòè îáðàçî- âàíèÿ âàêóóìíûõ êðèîêîíäåíñàòîâ ñ ðàçëè÷íîé âíóòðèìîëåêóëÿðíîé ñèììåòðèåé [9–11]. Îäíàêî ïðèâåäåííûå íèæå îáñòîÿòåëüñòâà îáóñëîâèëè íå- îáõîäèìîñòü ïðîâåäåíèÿ äîïîëíèòåëüíûõ èñ- ñëåäîâàíèé ïðîöåññîâ êðèîîñàæäåíèÿ è ñâîéñòâ êðèîâàêóóìíûõ êîíäåíñàòîâ, â ÷àñòíîñòè âîäû è òÿæåëîé âîäû. 1.  ïðîâåäåííûõ ðàíåå èññëåäîâàíèÿõ îáðàç- öû ïðåäñòàâëÿëè ñîáîé ïëåíêè òîëùèíîé áîëåå 3 ìêì. Òàêèì îáðàçîì, âîçìîæíûå ðàçìåðíûå ýô- ôåêòû, ïðîÿâëÿþùèåñÿ â áîëåå òîíêèõ îáðàçöàõ, îêàçàëèñü âíå ïðåäåëîâ íàøåãî âíèìàíèÿ. 2. Ïîëó÷åííûå äàííûå î âîçìîæíîì ñóùåñòâî- âàíèè ó âàêóóìíûõ êîíäåíñàòîâ òÿæåëîé âîäû ñòðóêòóðíûõ ìîäèôèêàöèé â øèðîêîì èíòåðâàëå òåìïåðàòóð [9] ïîòðåáîâàëè äîïîëíèòåëüíûõ, áîëåå äåòàëüíûõ èññëåäîâàíèé, âêëþ÷àÿ èçó÷åíèå òîíêèõ ïëåíîê. 3. Ðåøàþùóþ ðîëü â ôîðìèðîâàíèè ðàçëè÷- íûõ òèïîâ ëüäîâ èãðàåò âîäîðîäíàÿ ñâÿçü. Îíà âëèÿåò íà ñîñòîÿíèå âçàèìîäåéñòâóþùèõ ìîëå- êóë, ÷òî âûðàæàåòñÿ â èçìåíåíèè ñïåêòðàëüíûõ õàðàêòåðèñòèê êðèîêîíäåíñàòîâ â äèàïàçîíàõ ÷àñ- òîò õàðàêòåðèñòè÷åñêèõ êîëåáàíèé. Ýòî âëèÿíèå ìîæåò áûòü ðàçëè÷íûì â çàâèñèìîñòè îò òèïà êîëåáàíèé è ñòåïåíè ñâÿçàííîñòè ìîëåêóë.  ýòîì ñìûñëå èçó÷åíèå ïðîöåññîâ êîíäåíñàöèè èçîòîïè- ÷åñêîé ñìåñè âîäû è èçìåðåíèå ÈÊ ñïåêòðîâ ïî- ëó÷åííûõ ïëåíîê ìîæåò ñïîñîáñòâîâàòü ïîíèìà- íèþ ôèçè÷åñêèõ ïðîöåññîâ, ïðîèñõîäÿùèõ â õîäå êðèîêîíäåíñàöèè ïàðîâ âîäû íà îõëàæäåííîé ïîäëîæêå. Òàêèì îáðàçîì, îñíîâíîé çàäà÷åé ïðîâåäåííûõ èññëåäîâàíèé ÿâèëîñü èçó÷åíèå âëèÿíèÿ òîëùèíû ïëåíîê êðèîêîíäåíñàòîâ òÿæåëîé âîäû íà ñïåêò- ðàëüíóþ îòðàæàòåëüíóþ ñïîñîáíîñòü ñèñòåìû ïîäëîæêà–ïëåíêà â äèàïàçîíå ÷àñòîò õàðàêòåðèñ- òè÷åñêèõ êîëåáàíèé ìîëåêóë H2O, HDO è D2O. Ýêñïåðèìåíòàëüíàÿ óñòàíîâêà è ìåòîäèêà èçìåðåíèé Èçìåðåíèÿ ïðîâîäèëèñü íà ýêñïåðèìåíòàëüíîé óñòàíîâêå, ïîäðîáíî îïèñàííîé â [10]. Îíà ïðåä- ñòàâëÿåò ñîáîé óíèâåðñàëüíûé êðèîãåííûé âàêó- óìíûé ñïåêòðîôîòîìåòð, ñ ïîìîùüþ êîòîðîãî òàêæå âîçìîæíî èçìåðåíèå êîýôôèöèåíòîâ ïðå- ëîìëåíèÿ, ñêîðîñòè ðîñòà è òîëùèíû ïëåíîê êðèîêîíäåíñàòîâ. Äëÿ ýòîãî óñòàíîâêà îñíàùåíà äâóõëó÷åâûì ëàçåðíûì èíòåðôåðîìåòðîì. Ïîëó- ÷åíèå âàêóóìà íà óñòàíîâêå [10] îñóùåñòâëÿëè ìàãíèòîðàçðÿäíûìè íàñîñàìè òèïà ÍÎÐÄ-250 ñ îñòàòî÷íûì äàâëåíèåì 6,7⋅10−6 Ïà. Èçó÷åíèå òîí- êèõ ïëåíîê êðèîêîíäåíñàòîâ òðåáóåò ãàðàíòèðî- âàííîãî îòñóòñòâèÿ ïðîöåññà ñîêîíäåíñàöèè ñ èñ- ñëåäóåìûì âåùåñòâîì îñòàòî÷íûõ ãàçîâ, ÷òî âîçìîæíî òîëüêî ïðè óâåëè÷åíèè ïðåäåëüíîãî âà- êóóìà â êàìåðå. Ñ ýòîé öåëüþ óñòàíîâêà áûëà äîîñíàùåíà êðèîêîíäåíñàöèîííûì íàñîñîì òèïà ÍÂÊ-320-5, ÷òî ïîçâîëèëî ïðîâîäèòü ïðåä- âàðèòåëüíóþ îòêà÷êó êàìåðû äî äàâëåíèÿ 6,7⋅10−8 Ïà. Áûëà èçìåíåíà òàêæå ñèñòåìà òåðìîñòàáèëèçà- öèè êðèîñòàòà óñòàíîâêè. Êðèîñòàò êðåïèëè íà âåðõíåì íèçêîòåìïåðàòóðíîì ôëàíöå ìèêðîêðèî- ãåííîé ìàøèíû ñèñòåìû Ãèôôîðäà–Ìàê-Ìàãîíà. Èñïîëüçóåìàÿ ðàíåå ñèñòåìà òåðìîñòàáèëèçàöèè íå ïîçâîëÿëà äîñòèãíóòü æåëàåìîãî óðîâíÿ ïîä- äåðæàíèÿ òåìïåðàòóðû. Ìîíòàæ äîïîëíèòåëüíûõ íàãðåâàòåëåé è êîíòðîëü çà ýêñïåðèìåíòîì ñ ïî- ìîùüþ êîìïüþòåðà ïîçâîëèëè îñóùåñòâèòü ïîä- äåðæàíèå òåìïåðàòóðû ïîâåðõíîñòè êîíäåíñàöèè ñ ïîãðåøíîñòüþ íå áîëåå 0,05 Ê. Îáùàÿ ñõåìà ïðîâåäåíèÿ ýêñïåðèìåíòà è òè- ïè÷íûå èíòåðôåðîãðàììû ðîñòà ïëåíêè êðèîêîí- äåíñàòîâ ïðèâåäåíû íà ðèñ. 1. Êàê è â [10], äëÿ ïîëó÷åíèÿ ñïåêòðîâ îòðà- æåíèÿ îáðàçöîâ èñïîëüçîâàëñÿ ÈÊ ñïåêòðîìåòð òèïà ÈÊÑ-29.  óñòàíîâêå, îïèñàííîé â [10], èçìåðåíèÿ ïðîâîäèëè â îäíîëó÷åâîì ðåæèìå, ÷òî óñëîæíÿëî îáðàáîòêó ñïåêòðîâ èç-çà áîëüøîãî óðîâíÿ øóìîâîãî ñèãíàëà. Äëÿ ïîâûøåíèÿ êà÷å- ñòâà ÈÊ ñïåêòðîâ áûë ñìîíòèðîâàí îáâîäíîé îï- òè÷åñêèé êàíàë, ÷òî ïîçâîëèëî ïðîâîäèòü èññëå- äîâàíèÿ â äâóõëó÷åâîì ðåæèìå.  ðåçóëüòàòå À. Àëäèÿðîâ, À. Äðîáûøåâ, Ø. Ñàðñåìáèíîâ 298 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 3 çíà÷èòåëüíî ïîâûñèëîñü êà÷åñòâî ïîëó÷àåìûõ ñïåêòðîâ. Òî÷íîñòü èõ èçìåðåíèÿ ñîñòàâèëà 0,75 ñì−1 ñ ðàçðåøåíèåì, ñîãëàñíî ïàñïîðòíûì äàííûì ñïåêòðîìåòðà, R = 850. Äëÿ êîíòðîëÿ èçîòîïè÷åñêîãî ñîñòàâà âîäû áûëè ïðîâåäåíû ìàññ-ñïåêòðîìåòðè÷åñêèå èññëå- äîâàíèÿ c ïîìîùüþ ÈÏÄÎ-1 (èçìåðèòåëü ïàðöè- àëüíûõ äàâëåíèé îñòàòî÷íûõ ãàçîâ). Íà îñíîâà- íèè ïîëó÷åííîãî ìàññ-ñïåêòðà (ðèñ. 2) ðàññ÷èòàí ìàññîâûé ñîñòàâ âîäû — H2O (10%), HDO (50%) è D2O (40%). Ïîãðåøíîñòü èçìåðåíèé ñîñòàâèëà 3–5%. Îáñóæäåíèå ðåçóëüòàòîâ ÈÊ ñïåêòðû îòðàæåíèÿ ïëåíîê êðèîêîíäåíñà- òîâ âîäû ðàçëè÷íîé òîëùèíû ïðèâåäåíû íà ðèñ. 3 è 4. Âñå îáðàçöû êîíäåíñèðîâàíû èç ãàçî- âîé ôàçû â îäèíàêîâûõ óñëîâèÿõ — òåìïåðàòóðà ïîäëîæêè ñîñòàâëÿëà 30 Ê, äàâëåíèå ãàçîâîé ôàçû â õîäå êðèîîñàæäåíèÿ ïîääåðæèâàëîñü ðàâ- íûì 6,7⋅10−4 Ïà. Äàííûå íà ðèñ. 3 ñîîòâåòñòâóþò äèàïàçîíó ÷àñòîò õàðàêòåðèñòè÷åñêèõ âàëåíòíûõ êîëåáàíèé D2O. Íà ðèñ. 4 ïðèâåäåíû ÈÊ ñïåêò- ðû â îáëàñòè ÷àñòîò äåôîðìàöèîííûõ óãëîâûõ êîëåáàíèé [6]. Ýòè ðåçóëüòàòû áûëè ïîëó÷åíû â îäíîëó÷åâîì ðåæèìå ðàáîòû èíòåðôåðîìåòðà. Äëÿ óäîáñòâà ðàññìîòðåíèÿ âñå ñïåêòðû ñìåùå- íû îòíîñèòåëüíî äðóã äðóãà ïî îñè îðäèíàò ñ ñîõðàíåíèåì ìàñøòàáà. Ïóíêòèðíûìè ëèíèÿìè îáîçíà÷åíû ÷àñòîòû õàðàêòåðèñòè÷åñêèõ êîëåáà- íèé îáîçíà÷åííûõ ñâÿçåé. Äëÿ íàãëÿäíîñòè àíàëèçà ïîëó÷åííûõ ðåçóëüòà- òîâ â òàáë. 1 ïðèâåäåíû çíà÷åíèÿ îñíîâíûõ õàðàê- òåðèñòè÷åñêèõ ÷àñòîò âíóòðèìîëåêóëÿðíûõ êîëåáà- íèé òÿæåëîé âîäû â ðàçëè÷íûõ ñîñòîÿíèÿõ. Ðèñ. 2. Ðåçóëüòàòû ìàññ-ñïåêòðîìåòðè÷åñêèõ èçìåðå- íèé ñîñòàâà èçîòîïè÷åñêîé ñìåñè âîäû. Ðèñ. 1. Ñõåìà ïðîâåäåíèÿ ýêñïåðèìåíòà è òèïè÷íûå èíòåðôåðîãðàììû êðèîîñàæäåíèÿ ïëåíêè òÿæåëîé âîäû ïðè ðàçëè÷íûõ óãëàõ ïàäåíèÿ ëó÷à ëàçåðà. Ðèñ. 3. ÈÊ ñïåêòðû îòðàæåíèÿ ïëåíîê êðèîêîíäåíñà- òîâ òÿæåëîé âîäû ðàçëè÷íîé òîëùèíû â äèàïàçîíå ÷àñòîò âàëåíòíûõ êîëåáàíèé. Ñïåêòðû ñìåùåíû: 0 (1); +0,3 (2);+0,6 (3). ÈÊ ñïåêòðû òîíêèõ ïëåíîê êðèîêîíäåíñàòîâ èçîòîïè÷åñêîé ñìåñè âîäû Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 3 299 Òàáëèöà 1 Îñíîâíûå õàðàêòåðèñòè÷åñêèe ÷àñòîòû âíóòðèìîëå- êóëÿðíûõ êîëåáàíèé òÿæåëîé âîäû â ðàçëè÷íûõ ñîñòî- ÿíèÿõ Ñ îñ òî ÿí èå ì îë åê óë û Ñ èì ì åò ðè ÷í û å âà ëå íò íû å, ν O D À ñè ì ì åò ðè ÷í û å âà ëå íò íû å, ν O D Ä åô îð ì àö èî íí û å óã ëî âû å, ν 2 , ν R È ñò î÷ íè ê ñì−1 Ãàçîâîå ñîñòîÿíèå 2666 2789 1179(ν2) [11] Ìîíîìîëåêó- ëà â àäñîðá- ñëîå 2655 2765 1178(ν2) [6] Ih-ôàçà 2332 2425 1210(ν 2 ), 640(ν R ) [1] Êàê âèäíî íà ïðèâåäåííûõ ðèñóíêàõ, â ñïåêò- ðàõ ïðèñóòñòâóþò âñå îñíîâíûå ëèíèè, ñîîòâåòñò- âóþùèå õàðàêòåðèñòè÷åñêèì ÷àñòîòàì âíóòðèìî- ëåêóëÿðíûõ êîëåáàíèé. Ïðè ýòîì õàðàêòåð ÈÊ ñïåêòðîâ èçìåíÿåòñÿ ïî ìåðå óâåëè÷åíèÿ òîëùè- íû îáðàçöîâ. Ðå÷ü èäåò íå òîëüêî îá óâåëè÷åíèè àìïëèòóäû ñïåêòðîâ ïîãëîùåíèÿ â îáëàñòè õàðàê- òåðèñòè÷åñêèõ êîëåáàíèé, íî è î ïðîÿâëåíèè ïîëîñ ïîãëîùåíèÿ, íå ñòîëü âûðàæåííûõ ïðè ìàëûõ òîëùèíàõ. Áîëåå äåòàëüíîå ðàññìîòðåíèå ïîëó÷åííûõ ðå- çóëüòàòîâ ïîçâîëÿåò îòìåòèòü ñëåäóþùèå îñîáåí- íîñòè ïðåäñòàâëåííûõ ñïåêòðîâ. 1.  èíòåðâàëå ÷àñòîò 3000–3500 ñì−1 (ðèñ. 5) â ñïåêòðå ïðèñóòñòâóåò âûðàæåííûé ïèê ïî- ãëîùåíèÿ, èíòåíñèâíîñòü êîòîðîãî ñóùåñòâåííî çàâèñèò îò òîëùèíû îáðàçöà. Îí ñîîòâåòñòâóåò, ñêîðåå âñåãî, õàðàêòåðèñòè÷åñêîìó âàëåíòíîìó êîëåáàíèþ Î–Í ìîëåêóëû HDO [1,12].  ýòîì äèàïàçîíå òàêæå íàáëþäàåòñÿ ïîëîñà ïîãëîùåíèÿ âàëåíòíûõ êîëåáàíèé H2O. Îäíàêî â ýòîì ñëó÷àå äîëæíû áûëè ïðîÿâèòüñÿ ëèáðàöèîííûå êîëåáà- íèÿ H2O íà ÷àñòîòå 840 ñì−1, ÷òî íå íàáëþäàåòñÿ. Êðîìå òîãî, êîíöåíòðàöèÿ H2O â èçîòîïíîé ñìåñè âîäû ìàëà è íå ìîæåò ïðèâåñòè ê ïîÿâëåíèþ òàêîãî çíà÷èòåëüíîãî ïèêà ïîãëîùåíèÿ. Òàêèì îáðàçîì, äàííàÿ ïîëîñà ïîãëîùåíèÿ ñ áîëüøîé ñòåïåíüþ íàäåæíîñòè ñîîòâåòñòâóåò ñâÿçè Î–Í â ìîëåêóëàõ HDO. Íà ðèñ. 5 âèäíî, ÷òî ìàêñèìóì ïîãëîùåíèÿ ðàññìàòðèâàåìîé ïîëîñû ðàñïîëîæåí â èíòåðâàëå ÷àñòîò 3325–3350 ñì−1. Âìåñòå ñ òåì, ñîãëàñíî [1,12], ìàêñèìóì ïîãëîùåíèÿ âàëåíòíûõ êîëåáà- íèé Î–Í â ìîëåêóëàõ HDO íàõîäèòñÿ íà ÷àñòîòå 3277 ñì−1. Òàêîå ðàñõîæäåíèå ìîæåò áûòü ñëåäñò- âèåì ðàçëè÷èÿ ìåæìîëåêóëÿðíûõ âçàèìîäåéñò- âèé ïî âîäîðîäíûì ñâÿçÿì, ò.å. ðå÷ü èäåò î ñðàâ- íåíèè ñòðóêòóðíî ðàçëè÷íûõ ëüäîâ.  [1,12] èññëåäîâàëè ëåä Ih, îáðàçîâàííûé ïðè 173 Ê.  íàøåì ñëó÷àå íà ïîäëîæêå îáðàçóåòñÿ êðèîêðèñ- òàëë ñ îòëè÷íîé îò ãåêñàãîíàëüíîé ñòðóêòóðîé. 2. Èíòåðâàë ÷àñòîò 2200–2700 ñì−1 — äèàïà- çîí âàëåíòíûõ êîëåáàíèé D2O è ñâÿçè D–O ìîëå- Ðèñ. 4. ÈÊ ñïåêòðû îòðàæåíèÿ ïëåíîê êðèîêîíäåíñà- òîâ òÿæåëîé âîäû ðàçëè÷íîé òîëùèíû â äèàïàçîíå ÷àñòîò äåôîðìàöèîííûõ êîëåáàíèé. Ñïåêòðû ñìåùå- íû: 0 (1); +0,06 (2); +0,2 (3). Ðèñ. 5. Ôðàãìåíò ÈÊ ñïåêòðîâ îòðàæåíèÿ ïëåíîê êðèîêîíäåíñàòîâ òÿæåëîé âîäû ðàçëè÷íîé òîëùèíû â äèàïàçîíå ÷àñòîò 3000–3500 ñì−1. Ñïåêòðû ñìåùåíû: 0 (1); +0,14 (2). À. Àëäèÿðîâ, À. Äðîáûøåâ, Ø. Ñàðñåìáèíîâ 300 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 3 êóëû HDO. Ìîùíûé ïèê ïîãëîùåíèÿ, î÷åâèäíî, ÿâëÿåòñÿ ñóïåðïîçèöèåé ýòèõ êîëåáàíèé. Íà ðèñ. 3 è 6 âèäíî, ÷òî óâåëè÷åíèå òîëùèíû ïëåíêè êðèîêîíäåíñàòà ïðèâîäèò íå òîëüêî ê óâåëè÷åíèþ èíòåíñèâíîñòè, íî è óøèðåíèþ ñïåêòðàëüíîé ïî- ëîñû ïîãëîùåíèÿ.  òî æå âðåìÿ íàáëþäàåìàÿ òîíêàÿ ñòðóêòóðà íà ìàêñèìóìå ïîãëîùåíèÿ (ðèñ. 7) ãîâîðèò î ïðîçðà÷íîñòè îáðàçöîâ â øèðî- êîì ñïåêòðàëüíîì èíòåðâàëå. Ýòîò âûâîä òàêæå ïîäòâåðæäàåò àíàëèç èíòåðôåðîãðàìì ðîñòà ïëå- íîê êðèîêîíäåíñàòîâ òÿæåëîé âîäû (ðèñ. 1). Ñïåêòðû êðèîêîíäåíñàòîâ èçîòîïè÷åñêîé ñìå- ñè âîäû ðàçëè÷íîé òîëùèíû â èíòåðâàëå ÷àñòîò 2000–3000 ñì−1 â ñðàâíåíèè ñ ÷èñòîé ïîäëîæêîé ïðåäñòàâëåíû íà ðèñ. 6. Ýòè äàííûå áûëè ïîëó÷å- íû â äâóõëó÷åâîì ðåæèìå ðàáîòû ÈÊ ñïåêòðî- ìåòðà. Êàê õîðîøî âèäíî íà ðèñ. 6, óâåëè÷åíèå òîëùèíû ïëåíêè ñîïðîâîæäàåòñÿ ïîÿâëåíèåì âûðàæåííîé ëèíèè ïîãëîùåíèÿ íà ÷àñòîòå ν = = 2297 ñì−1. Ïðè ýòîì èíòåðïðåòàöèÿ ýòîãî ïèêà ñ ïîçèöèé âíóòðèìîëåêóëÿðíûõ êîëåáàíèé íå î÷å- âèäíà. Åñëè ýòî âàëåíòíîå ñèììåòðè÷íîå êîëåáà- íèå, òî îíî ñìåùåíî â ñòîðîíó áîëåå íèçêèõ ÷àñòîò. Äëÿ ñðàâíåíèÿ, â ñîîòâåòñòâèè ñ äàííû- ìè [1], äëÿ ëüäà Ih ν1 = 2332 ñì−1. Áîëåå î÷åâèäíûì ïðåäïîëîæåíèåì ïîÿâëåíèÿ ïîëîñû íà ν = 2297 ñì−1 ÿâëÿåòñÿ åå ïðèíàäëåæ- íîñòü ê òàê íàçûâàåìûì àññîöèàòèâíûì êîëåáàíè- ÿì ìîëåêóëû H2O. Ñîãëàñíî [14], îíà ÿâëÿåòñÿ îáåðòîíîì èëè êîìáèíàöèåé ðåøåòî÷íûõ ìîä è ìîæåò áûòü èíòåðïðåòèðîâàíà êàê óòðîåííàÿ ÷àñ- òîòà ëèáðàöèîííûõ êîëåáàíèé ìîëåêóëû âîäû ëèáî êàê âçàèìîäåéñòâèå ëèáðàöèîííûõ è äåôîð- ìàöèîííûõ êîëåáàíèé [12]. Òàêîå ïðåäïîëîæåíèå îáúÿñíÿåò è íåáîëüøóþ àìïëèòóäó ïîëîñû, êîòî- ðàÿ íàõîäèòñÿ â ñîãëàñèè ñ êîíöåíòðàöèåé H2O â èçîòîïè÷åñêîé ñìåñè âîäû. Áîëåå äåòàëüíî äèàïàçîí âàëåíòíûõ êîëåáàíèé ïðåäñòàâëåí íà ðèñ. 7. Ïðè àíàëèçå äàííûõ ðèñ. 7 ìîæíî îòìåòèòü åùå îäíó âàæíóþ îñîáåí- íîñòü.  ñïåêòðàõ îáðàçöîâ ðàçëè÷íîé òîëùèíû âûäåëÿåòñÿ íåñêîëüêî ñïåêòðàëüíûõ ó÷àñòêîâ ñ ïîäîáíîé êîíôèãóðàöèåé: a−a′, b−b′, c−c′. Èõ ïî- ÿâëåíèå ìîæåò áûòü îáóñëîâëåíî äâóìÿ ïðè÷èíà- ìè. Îäíà èç íèõ ñâÿçàíà ñ ïðîöåññàìè êëàñòåðî- îáðàçîâàíèÿ ìîëåêóë âîäû. Ïðåäñòàâëåííûå â [4] äàííûå èíòåðïðåòèðóþòñÿ êàê îáíàðóæåíèå ïî- ëèàãðåãàòîâ ñ õàðàêòåðèñòè÷åñêèìè ÷àñòîòàìè, êîòîðûå íàõîäÿòñÿ â íåïëîõîì ñîãëàñèè ñ îá- ñóæäàåìûìè ðåçóëüòàòàìè.  ÷àñòíîñòè, àäñîð- áèðîâàííûé íà ïîäëîæêå äèìåð, ïî äàííûì [4], èìååò õàðàêòåðèñòè÷åñêóþ ÷àñòîòó ñâÿçè νOD = = 2492 ñì−1, ÷òî ìîæåò áûòü ñîîòíåñåíî ñ âûäå- ëåííûìè íàìè èíòåðâàëàìè c−c′. Äðóãèì ìåõàíèçìîì âîçíèêíîâåíèÿ òîíêîé ñòðóêòóðû ìîæåò áûòü âîçìóùåíèå âàëåíòíûõ êî- ëåáàíèé âîäîðîäíîé ñâÿçüþ. Ýòî òàêæå äîëæíî ïðèâåñòè ê âîçíèêíîâåíèþ ñîîòâåòñòâóþùèõ îáåðòîíîâ. Êðîìå òîãî, âîçìîæíî, ÷òî îáíàðóæåí- íûå îñîáåííîñòè òîíêîé ñòðóêòóðû ñâÿçàíû ñ ðàç- äåëåíèåì êîëåáàíèé ñâÿçè O–D ìîëåêóë D2O è HDO. Åùå îäíîé îñîáåííîñòüþ ñïåêòðîâ, ïðèâåäåí- íûõ íà ðèñ. 7, ÿâëÿåòñÿ î÷åâèäíîå ñìåùåíèå îòíî- ñèòåëüíî äðóã äðóãà âûäåëåííûõ êîíôèãóðàöèé äëÿ ïëåíîê ðàçëè÷íîé òîëùèíû. Ñ óâåëè÷åíèåì Ðèñ. 6. ÈÊ ñïåêòðû îòðàæåíèÿ ïëåíîê êðèîêîíäåíñà- òîâ òÿæåëîé âîäû ðàçëè÷íîé òîëùèíû, ïîëó÷åííûå â õîäå èçìåðåíèé â äâóõëó÷åâîì ðåæèìå. Ñïåêòðû ñìå- ùåíû: 0 (1); +0,06 (2); +0,045 (3). Ðèñ. 7. Ôðàãìåíò ÈÊ ñïåêòðîâ îòðàæåíèÿ ïëåíîê êðèîêîíäåíñàòîâ òÿæåëîé âîäû ðàçëè÷íîé òîëùèíû â äèàïàçîíå ÷àñòîò âàëåíòíûõ êîëåáàíèé. Ñïåêòðû ñìå- ùåíû: 0 (1); –0,15 (2). ÈÊ ñïåêòðû òîíêèõ ïëåíîê êðèîêîíäåíñàòîâ èçîòîïè÷åñêîé ñìåñè âîäû Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 3 301 òîëùèíû ïëåíêè ñîîòâåòñòâóþùèå ÷àñòîòû ñìå- ùàþòñÿ â ñòîðîíó óâåëè÷åíèÿ. Ó÷èòûâàÿ, ÷òî ðîñò âñåõ îáðàçöîâ îñóùåñòâëÿëñÿ ïðè îäèíàêî- âûõ óñëîâèÿõ, ýòî, ñêîðåå âñåãî, íå ñâÿçàíî ñî ñòðóêòóðíûìè ïðåâðàùåíèÿìè, à íîñèò ðàçìåð- íûé õàðàêòåð. Êîíêðåòíûé ìåõàíèçì ðàññìàòðè- âàåìîãî ÿâëåíèÿ ïîêà íå ÿñåí. 3. Èíòåðâàë 400–1400 ñì−1 ñîîòâåòñòâóåò äå- ôîðìàöèîííûì óãëîâûì è ëèáðàöèîííûì êîëåáà- íèÿì ìîëåêóë âîäû è èõ ìîäàì, âîçáóæäàåìûì âîäîðîäíûìè ñâÿçÿìè ðàçëè÷íîé êîíôèãóðà- öèè [1]. Ïîëîñà ïîãëîùåíèÿ â äèàïàçîíå ÷àñòîò 1220–1270 ñì−1 ñîîòâåòñòâóåò äåôîðìàöèîííîìó êîëåáàíèþ ìîëåêóëû D2O. Êîëåáàíèþ ìîëåêóëû HDO, ñêîðåå âñåãî, ñîîòâåòñòâóåò ïîëîñà â èíòåð- âàëå ÷àñòîò 1300–1450 ñì−1. Êàê âèäíî íà ðèñ. 4, 8, èçìåíåíèå òîëùèíû îáðàçöà ñêàçûâàåòñÿ íà îñíîâíîì óãëîâîì äåôîð- ìàöèîííîì êîëåáàíèè òÿæåëîé âîäû è HDO (ν2). Îñîáåííî ýòî çàìåòíî äëÿ äèàïàçîíà ÷àñòîò âîç- áóæäåííûõ óãëîâûõ êîëåáàíèé, à èìåííî â èíòåð- âàëå ÷àñòîò 400–900 ñì−1. Óâåëè÷åíèå òîëùèíû îáðàçöà îò d = 1,25 äî 2,5 ìêì ïðèâîäèò ê çíà÷è- òåëüíîé ïåðåñòðîéêå ñïåêòðà â ðàññìàòðèâàåìîì èíòåðâàëå ÷àñòîò (ðèñ. 4, êðèâûå 1,2). Åñëè êðè- âàÿ 2 íàõîäèòñÿ âî âïîëíå óäîâëåòâîðèòåëüíîì (ó÷èòûâàÿ ðàçëè÷èå â òåìïåðàòóðàõ è ìåòîäàõ ïðèãîòîâëåíèÿ îáðàçöîâ) ñîãëàñèè ñ äàííûìè [1], òî ïîÿâëåíèå ìàêñèìóìà îòðàæåíèÿ íà 600 ñì−1 ïðè òîëùèíå ïëåíêè d = 2,5 ìêì íå èìååò î÷åâèä- íûõ îáúÿñíåíèé. Ýòî ÿâíî íå èíòåðôåðåíöèîí- íûé ýôôåêò — ñëèøêîì ìàëû òîëùèíû ïëåíêè äëÿ ðàññìàòðèâàåìûõ äëèí âîëí ïàäàþùåãî èçëó- ÷åíèÿ. Âðÿä ëè ýòî è ðåçóëüòàò îáúåìíîãî «ðàçâî- ðà÷èâàíèÿ» âîäîðîäíûõ ñâÿçåé — äëÿ ýòîãî òîë- ùèíà ïëåíêè óæå ñëèøêîì âåëèêà. Òåì íå ìåíåå â ïëåíêå ïî ìåðå ðîñòà åå òîëùèíû ÿâíî ïðîèñõî- äÿò ñóùåñòâåííûå èçìåíåíèÿ, êîòîðûå òàêæå ñêà- çûâàþòñÿ è íà õàðàêòåðå ñïåêòðîâ â äðóãèõ ÷àñ- òîòíûõ èíòåðâàëàõ (ðèñ. 8).  ÷àñòíîñòè, íà ðèñ. 8 âèäíî, ÷òî ïðîöåññ ðîñòà ïëåíêè êðèîêîíäåíñàòà âîäû ñîïðîâîæäàåò- ñÿ ñãëàæèâàíèåì ÈÊ ñïåêòðîâ áîëåå òîëñòûõ ïëå- íîê. Îäíèì èç îáúÿñíåíèé ýòîãî ìîæåò áûòü ïðåäïîëîæåíèå, ÷òî ïðè îáðàçîâàíèè òîíêèõ ïëå- íîê êðèîêîíäåíñàòà ôîðìèðóþòñÿ ìåòàñòàáèëü- íûå ñîñòîÿíèÿ òâåðäîé ôàçû. Ïî ìåðå ðîñòà ïëåí- êè îñóùåñòâëÿåòñÿ îäíîâðåìåííî è ïåðåõîä îáðàçîâàííîãî ðàíåå ñëîÿ â óñòîé÷èâîå ñîñòîÿíèå, ÷òî íàõîäèò ñâîå îòðàæåíèå â ñïåêòðå. 4. Âîäîðîäíûå ñâÿçè. Èçâåñòíî [13], ÷òî îá- ðàçîâàíèå âîäîðîäíîé ñâÿçè ñîïðîâîæäàåòñÿ ïîíèæåíèåì ÷àñòîòû âàëåíòíîãî êîëåáàíèÿ è óâå- ëè÷åíèåì èíòåíñèâíîñòè ïîãëîùåíèÿ íà ñîîò- âåòñòâóþùèõ ÷àñòîòàõ. Ýòè èçìåíåíèÿ, ñîãëàñíî Áàäæåðà è Áàóýðà [13], ñâÿçàíû ñ ýíåðãèåé îáðà- çóþùèõñÿ ñâÿçåé ïðîñòûìè ñîîòíîøåíèÿìè (äëÿ ìîëåêóëû òÿæåëîé âîäû): ∆νOD = − ∆H 0,024 , ãäå ∆H — èçìåíåíèå ýíòàëüïèè âàëåíòíîé ñâÿçè O–D â ñòàòè÷åñêîì ïîëå âîäîðîäíîé ñâÿçè. Ñ èñ- ïîëüçîâàíèåì ýòîãî ñîîòíîøåíèÿ íàìè ïðîâåäåíû ðàñ÷åòû èçìåíåíèÿ ýíòàëüïèè âîäîðîäíîé ñâÿçè ïðè èçìåíåíèè òîëùèíû ïëåíêè. Ðàñ÷åòû îñó- ùåñòâëÿëèñü äëÿ ÷àñòîò, ñîîòâåòñòâóþùèõ ïîëó- øèðèíå ïîëîñû ïîãëîùåíèÿ (òàáë. 2). Âèäíî, ÷òî óâåëè÷åíèå òîëùèíû ïëåíêè ñîïðîâîæäàåòñÿ èç- ìåíåíèåì ýíòàëüïèè âîäîðîäíîé ñâÿçè, ïðè÷åì äëÿ ðàçëè÷íûõ òèïîâ ìîëåêóë ýòî èçìåíåíèå èìå- åò ðàçëè÷íûé õàðàêòåð. Òàáëèöà 2 Èçìåíåíèå ÷àñòîòû âàëåíòíûõ êîëåáàíèé è ýíòàëüïèè âîäîðîäíîé ñâÿçè ïðè èçìåíåíèè òîëùèíû ïëåíêè îò 0,12 äî 2,5 ìêì Äèàïàçîí ÷àñòîò, ñì−1 Òèï ñâÿçè ν2,5 ìêì ν0,12 ìêì ∆ν ∆H , Äæ/ìîëü ñì−1 3000–3500 O–H â HDO 3327 3345 –18 5,15 2200–2700 O–D â D2O è HDO 2497 2467 30 –8,59 Ðèñ. 8. Ôðàãìåíò ÈÊ ñïåêòðîâ îòðàæåíèÿ ïëåíîê êðèîêîíäåíñàòîâ òÿæåëîé âîäû ðàçëè÷íîé òîëùèíû â äèàïàçîíå ÷àñòîò 1200–2000 ñì−1. Ñïåêòðû ñìåùåíû: 0 (1); 0,02 (2). À. Àëäèÿðîâ, À. Äðîáûøåâ, Ø. Ñàðñåìáèíîâ 302 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 3 Àíàëèç äàííûõ, ïðèâåäåííûõ â òàáë. 2, ïîçâî- ëÿåò ïðåäïîëîæèòü, ÷òî óâåëè÷åíèå òîëùèíû ïëåíêè ïðèâîäèò ê îñëàáëåíèþ âîäîðîäíîé ñâÿçè ìîëåêóë D2O è HDO ïî ñâÿçÿì O–D è óñèëåíèþ åå äëÿ ìîëåêóëû HDO ïî ñâÿçè ΖÍ. Âûâîäû 1. Ïëåíêà êðèîêîíäåíñàòà òÿæåëîé âîäû, îáðà- çîâàííàÿ ïðè òåìïåðàòóðå 30 Ê, ïðè d ≤ 2,5 ìêì ÿâëÿåòñÿ îïòè÷åñêè ïðîçðà÷íîé â øèðîêîì ñïåêò- ðàëüíîì èíòåðâàëå. 2. Óâåëè÷åíèå òîëùèíû ïëåíêè òÿæåëîé âîäû â õîäå êîíäåíñàöèè ïðè òåìïåðàòóðå ïîäëîæ- êè 30 Ê ïðèâîäèò ê ñóùåñòâåííûì èçìåíåíèÿì ñïåêòðàëüíîé îòðàæàòåëüíîé ñïîñîáíîñòè â äèà- ïàçîíå õàðàêòåðèñòè÷åñêèõ ÷àñòîò âíóòðèìîëåêó- ëÿðíûõ êîëåáàíèé. Ýòî âûðàæàåòñÿ â óâåëè÷åíèè êàê èíòåíñèâíîñòè ïîãëîùåíèÿ, òàê è øèðèíû ñïåêòðàëüíûõ ïîëîñ. 3. Óâåëè÷åíèå òîëùèíû ïëåíêè ïðèâîäèò ê ïðîÿâëåíèþ ðåçêîãî ïèêà ïîãëîùåíèÿ íà ÷àñòîòå ν = 2297 ñì−1, êîòîðûé, ïî-âèäèìîìó, ÿâëÿåòñÿ îáåðòîíîì èëè êîìáèíàöèåé ðåøåòî÷íûõ ìîä è ìîæåò áûòü èíòåðïðåòèðîâàí êàê óòðîåííàÿ ÷àñ- òîòà ëèáðàöèîííûõ êîëåáàíèé ìîëåêóëû âîäû ëèáî êàê âçàèìîäåéñòâèå ëèáðàöèîííûõ è äåôîð- ìàöèîííûõ êîëåáàíèé. 4. Äëÿ ñïåêòðîâ îáðàçöîâ ðàçëè÷íîé òîëùèíû îáíàðóæåíû ó÷àñòêè ñî ñõîæåé êîíôèãóðàöèåé, ïîÿâëåíèå êîòîðûõ ìîæåò áûòü îáúÿñíåíî ïðî- öåññàìè êëàñòåðîîáðàçîâàíèÿ ìîëåêóë âîäû. Ïðè óâåëè÷åíèè òîëùèíû ïëåíêè ñîîòâåòñòâóþùèå âûäåëåííûì îáëàñòÿì ÷àñòîòû âîçðàñòàþò. 5. Ðàñ÷åòû, ïðîâåäåííûå ñ èñïîëüçîâàíèåì ñî- îòíîøåíèÿ Áàäæåðà è Áàóýðà, ïîêàçàëè, ÷òî óâå- ëè÷åíèå òîëùèíû ïëåíêè ñîïðîâîæäàåòñÿ èçìåíå- íèåì ýíòàëüïèè âîäîðîäíîé ñâÿçè, ïðè÷åì äëÿ ðàçëè÷íûõ òèïîâ ìîëåêóë ýòî èçìåíåíèå èìååò ðàçëè÷íûé õàðàêòåð. Àâòîðû âûðàæàþò áëàãîäàðíîñòü À. Òóëåãåíî- âó çà ó÷àñòèå â ýêñïåðèìåíòàõ è îáñóæäåíèè ïî- ëó÷åííûõ ðåçóëüòàòîâ. 1. J. E. Bertie and E. Whalley, J. Chem. Phys. 40, 1637 (1964). 2. J. E. Bertie and E. Whalley, J. Chem. Phys. 40, 1646 (1964). 3. J. E. Bertie, E. Whalley, and L. D. Calvert, J. Chem. Phys. 38, 840 (1963). 4. H. Ogasawara, J. Yoshinobu, and M. Kawai, J. Chem. Phys. 111, 70038 (1999). 5. J. N. Harvey, J. O. Jung, and R. B. Gerber, J. Chem. Phys. 110, 8747 (1998). 6. R. M. Bentwood, A. J. Barnes, and W. J. Orville- Thomath, J. Mol. Spectrosc. 34, 391 (1980). 7. J. B. Paul, J. Chem. Phys. 109, 10201 (1998). 8. M. S. Westley, G. A. Baratta, and R. A. Baragiolla, J. Chem. Phys. 108, 3313 (1998). 9. À. Ñ. Äðîáûøåâ, Ä. Í. Ãàðèïîãëû, ÔÍÒ 22, 812 (1996). 10. A. S. Drobyshev and T. A. Prokhodtseva, J. Low Temp. Phys. 119, 431 (2000). 11. E. F. Barker and W. W. Sleator, J. Chem. Phys. 3, 660 (1935). 12. J. E. Bertie, E. Whalley, and H. J. Labbe, J. Chem. Phys. 50, 4501 (1969). 13. Ã. Í. Çàöåïèíà, Ôèçè÷åñêèå ñâîéñòâà è ñòðóêòó- ðà âîäû, Èçä-âî Ìîñêîâñêîãî óíèâåðñèòåòà, Ìîñ- êâà (1987). 14. R. Zimmerman and G. Pimentel, Advances in Mo- lecular Spectroscopy, New York (1962). IR spectra of thin films of cryocondensates of isotopic water mixture A. Aldijarov, A. Drobyshev, and S. Sarsembinov The spectral characteristics of thin films of vacuum condensates of an isotopic water mixture, containing H2O (10%), HDO (50%) and D2O (40%), are studied. The cryocon- densates were deposited upon a metal mirror at temperature 30 K, and pressure 6.7⋅10−4 Pa. In the frequency range 4200–400 ñì−1 IR spectra of cryocrystal films of various thickness (d = 0.1–2.5 µm) were obtained. Thickness of the water film during condensation involved significant changes of the spectral reflectivity in the range of characteristic frequencies of intramolecular oscillations — an increase of absorption intensity and spectral bands width. It is found that up to thickness d ≥ 2.5 µm the water film is optically transparent in a wide spectral region. ÈÊ ñïåêòðû òîíêèõ ïëåíîê êðèîêîíäåíñàòîâ èçîòîïè÷åñêîé ñìåñè âîäû Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 3 303