Выпуски

 / 

2006

 / 

Ноябрь

  

Обзоры актуальных проблем


О возможности селекции молекул, внедренных в нанокапельки (кластеры) сверхтекучего гелия


Институт спектроскопии РАН, ул. Физическая 5, Троицк, Москва, 108840, Российская Федерация

Методы получения пучков сверхтекучих капелек гелия нанометрового размера и внедрения в эти капельки одиночных молекул и кластеров открывают большие возможности для спектроскопии, а также для исследования многих физико-химических процессов, происходящих на атомарно-молекулярном уровне при предельно низких температурах (Т ≤ 0,4 К). В обзоре представлены результаты исследований возможности селекции молекул, внедренных в нанокапельки (кластеры) сверхтекучего гелия. Предлагаемый метод основан на селективном колебательном возбуждении молекул, внедренных в кластеры, интенсивным ИК лазерным излучением, что приводит к значительному уменьшению размеров возбуждаемых кластеров, и последующем разделении кластеров по размерам за счет рассеяния кластерного пучка на пересекающем его молекулярном (атомном) пучке. Показано, что с помощью предложенного метода можно проводить селекцию молекул по изотопному (компонентному) составу. Обсуждаются преимущества и недостатки метода. Кратко рассмотрены также методы получения и допирования нанокапелек гелия и некоторые другие примеры их применения.

Текст: pdf
Войдите или зарегистрируйтесь чтобы получить доступ к полным текстам статей.
English fulltext is available at IOP
PACS: 28.60.+s, 33.80.−b, 36.40.−c, 42.62.Fi (все)
DOI: 10.3367/UFNr.0176.200611b.1155
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2006/11/b/
Цитата: Макаров Г Н "О возможности селекции молекул, внедренных в нанокапельки (кластеры) сверхтекучего гелия" УФН 176 1155–1176 (2006)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

English citation: Makarov G N “On the possibility of selecting molecules embedded in superfluid helium nanodroplets (clusters)Phys. Usp. 49 1131–1150 (2006); DOI: 10.1070/PU2006v049n11ABEH005941

Список литературы (181) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (20) Похожие статьи (20)

  1. Toennies J P, Vilesov A F, Whaley K B Phys. Today 54 (2) 31 (2001)
  2. Lugovoj E et al. in Atomic and Molecular Beams: The State of the Art 2000 (Ed. R Campargue) (Berlin: Springer, 2001) p. 755
  3. Grebenev S et al. Physica B 280 65 (2000)
  4. Grebenev S et al. Science 289 1532 (2000)
  5. Callegari C et al. J. Chem. Phys. 115 10090 (2001)
  6. Stienkemeier F, Vilesov A F J. Chem. Phys. 115 10119 (2001)
  7. Grebenev S, Toennies J P, Vilesov A F Science 279 2083 (1998)
  8. Toennies J P, Vilesov A F Annu. Rev. Phys. Chem. 49 1 (1998)
  9. Макаров Г Н УФН 174 225 (2004); Makarov G N Phys. Usp. 47 217 (2004)
  10. Kwon Y et al. J. Chem. Phys. 113 6469 (2000)
  11. Northby J A J. Chem. Phys. 115 10065 (2001)
  12. Toennies J P, Vilesov A F Angew. Chem., Int. Ed. 43 2622 (2004)
  13. Paesani F, Kwon Y, Whaley K B Phys. Rev. Lett. 94 153401 (2005)
  14. Paesani F, Whaley K B J. Chem. Phys. 121 4180 (2004)
  15. Paesani F, Whaley K B J. Chem. Phys. 121 5293 (2004)
  16. Lehnig R et al. J. Chem. Phys. 121 9396 (2004)
  17. Tang J et al. Phys. Rev. Lett. 92 145503 (2004)
  18. Zillich R E, Kwon Y, Whaley K B Phys. Rev. Lett. 93 250401 (2004)
  19. Çarçabal P et al. J. Chem. Phys. 120 6792 (2004)
  20. Hoshina H et al. Phys. Rev. Lett. 94 195301 (2005)
  21. Nauta K, Miller R E Science 283 1895 (1999)
  22. Stienkemeier F et al. Phys. Rev. Lett. 74 3592 (1995)
  23. Stienkemeier F et al. J. Chem. Phys. 102 615 (1995)
  24. Nauta K, Miller R E Science 287 293 (2000)
  25. Burnham C J et al. J. Chem. Phys. 117 1109 (2002)
  26. Lugovoj E, Toennies J P, Vilesov A J. Chem. Phys. 112 8217 (2000)
  27. Pörtner N, Vilesov A F, Havenith M Chem. Phys. Lett. 368 458 (2003)
  28. Лохман В Н, Макаров Г Н в сб. Сборник докладов IX Всероссийской (Международной) научной конф. "Физико-химические процессы при селекции атомов и молекул", г. Звенигород, 2004 (Под ред. Ю А Колесникова) (М.: ЦНИИатоминформ, 2004) с. 121
  29. Lokhman V N, Makarov G N Chem. Phys. Lett. 398 453 (2004)
  30. Лохман В Н, Макаров Г Н ЖЭТФ 127 570 (2005)
  31. Лохман В Н, Макаров Г Н в сб. Тезисы докладов XVII Симпозиума "Современная химическая физика", г. Туапсе, 18 - 29 сентября 2005 г. с. 42
  32. Hartmann M et al. Science 272 1631 (1996)
  33. Lehmann K K, Scoles G Science 279 2065 (1998)
  34. Nauta K, Miller R E J. Chem. Phys. 115 10254 (2001)
  35. Callegari C et al. J. Chem. Phys. 113 10535 (2000)
  36. Gspann J Z. Phys. B 98 405 (1995)
  37. Dalfovo F, Stringari S J. Chem. Phys. 115 10078 (2001)
  38. Dalfovo F et al. Rev. Mod. Phys. 71 463 (1999)
  39. Капица П Л ЖЭТФ 1 (1941); Капица П Л ЖЭТФ 581 (1941)
  40. Kamerlingh Onnes H Commun. Phys. Lab. Univ. Leiden 105 3 (1908)
  41. Scoles G (Ed.) Atomic and Molecular Beam Methods Vol. 1 (New York: Oxford Univ. Press, 1988)
  42. Scoles G (Ed.) Atomic and Molecular Beam Methods Vol. 2 (New York: Oxford Univ. Press, 1992)
  43. Anderson J B "Molecular beams from nozzle sources" in Molecular Beams and Low Density Gasdynamics (Gasdynamics , Vol. 4, Ed. P P Wegener) (New York: M. Dekker, 1974) p. 1
  44. Hagena O F "Cluster beams from nozzle sources" in Molecular Beams and Low Density Gasdynamics (Gasdynamics, Vol. 4, Ed. P P Wegener) (New York: M. Dekker, 1974) p. 93
  45. Kappes M, Leutwyler S "Molecular beams of clusters" in Atomic and Molecular Beam Methods Vol. 1 (Ed. G Scoles) (New York: Oxford Univ. Press, 1988) p. 380
  46. Pauly H Atom, Molecule, and Cluster Beams II Cluster Beams, Fast and Slow Beams, Accessory Equipment, and Applications (Springer Ser. on Atomic, Optical, and Plasma Physics, Vol. 32) (New York: Springer, 2000)
  47. Макаров Г Н УФН 176 121 (2006); Makarov G N Phys. Usp. 49 117 (2006)
  48. Chin S A, Krotscheck E Phys. Rev. B 52 10405 (1995)
  49. Harms J et al. J. Mol. Spectrosc. 185 204 (1997)
  50. Gspann J in Physics of Electronic and Atomic Collisions: Invited Papers of the XII Intern. Conf., Gatlinburg, Tenn., USA, 1981 (Ed. S Datz) (Amsterdam: Norh-Holland, 1982) p. 79
  51. Brink D M, Stringari S Z. Phys. D 15 257 (1990)
  52. Lewerenz M, Schilling B, Toennies J P J. Chem. Phys. 102 8191 (1995)
  53. Knuth E L J. Chem. Phys. 107 9125 (1997)
  54. Lewerenz M, Schilling B, Toennies J P Chem. Phys. Lett. 206 381 (1993)
  55. Buchenau H et al. J. Chem. Phys. 92 6875 (1990)
  56. Lindinger A et al. Z. Phys. Chem. 215 401 (2001)
  57. Close J D et al. Chem. Phys. Lett. 276 393 (1997)
  58. Nauta K, Moore D T, Miller R E Faraday Discuss. 113 261 (1999)
  59. Gough T E, Miller R E, Scoles G Appl. Phys. Lett. 30 338 (1977)
  60. Bassi D et al. J. Chem. Phys. 74 2221 (1981)
  61. Apatin V M et al. Appl. Phys. B 29 273 (1982)
  62. Апатин В М, Макаров Г Н ЖЭТФ 84 15 (1983)
  63. Макаров Г Н УФН 173 913 (2003); Makarov G N Phys. Usp. 46 889 (2003)
  64. Miller R E J. Phys. Chem. 90 3301 (1986)
  65. Huisken F Adv. Chem. Phys. 81 63 (1992)
  66. Bacic Z, Miller R E J. Phys. Chem. 100 12945 (1996)
  67. Goyal S, Schutt D L, Scoles G Phys. Rev. Lett. 69 933 (1992)
  68. Goyal S, Schutt D L, Scoles G J. Phys. Chem. 97 2236 (1993)
  69. Hartmann M et al. Phys. Rev. Lett. 75 1566 (1995)
  70. Grebenev S et al. J. Chem. Phys. 114 617 (2001)
  71. Grebenev S et al. Faraday Discuss. 118 19 (2001)
  72. Blume D et al. J. Chem. Phys. 105 8666 (1996)
  73. Fröchtenicht R et al. J. Chem. Phys. 105 6128 (1996)
  74. Huisken F et al. J. Chem. Phys. 111 2978 (1999)
  75. Behrens M et al. J. Chem. Phys. 109 5914 (1998)
  76. Nauta K et al. Science 292 481 (2001)
  77. Callegari C et al. J. Chem. Phys. 113 4636 (2000)
  78. Fröchtenicht R, Toennies J P, Vilesov A Chem. Phys. Lett. 229 1 (1994)
  79. Reinhard I et al. Phys. Rev. Lett. 82 5036 (1999)
  80. Conjusteau A et al. J. Chem. Phys. 113 4840 (2000)
  81. Friedrich B, Pullman D P, Herschbach D R J. Phys. Chem. 95 8118 (1991)
  82. Nauta K, Miller R E Phys. Rev. Lett. 82 4480 (1999)
  83. Townes C H, Schawlow A L Microwave Spectroscopy (New York: Dover Publ., 1975)
  84. Loesch H J, Remscheid A J. Chem. Phys. 93 4779 (1990)
  85. Nauta K, Miller R E in Atomic and Molecular Beams: The State of the Art 2000 (Ed. R Campargue) (Berlin: Springer, 2001), Pt. VI. 3, p. 775
  86. Harms J et al. J. Chem. Phys. 110 5124 (1999)
  87. Grebenev S et al. J. Chem. Phys. 112 4485 (2000)
  88. Pi M, Mayol R, Barranco M Phys. Rev. Lett. 82 3093 (1999)
  89. Tabbert B, Günther H, zu Putlitz G J. Low. Temp. Phys. 109 653 (1997)
  90. Kanorsky S I, Weis A Adv. Atom. Mol. Opt. Phys. 38 88 (1998)
  91. Hartmann M et al. Phys. Rev. Lett. 76 4560 (1996)
  92. Hartmann M et al. J. Phys. Chem. A 105 6369 (2001)
  93. Close J D et al. Chem. Phys. Lett. 276 393 (1997)
  94. Callegari C et al. J. Phys. Chem A 102 95 (1998)
  95. Kim C et al. J. Low Temp. Phys. 113 1097 (1998)
  96. Yurgenson S et al. Eur. Phys. J. D 9 153 (1999)
  97. Harms J, Toennies J P J. Low Temp. Phys. 113 501 (1998)
  98. Stienkemeier F et al. Z. Phys D 38 253 (1996)
  99. Stienkemeier F, Meier F, Lutz H O Eur. Phys. J. D 9 313 (1999)
  100. Hartmann M et al. Chem. Phys. 239 139 (1998)
  101. Higgins J et al. J. Phys. Chem. A 102 4952 (1998)
  102. Lindinger A, Toennies J P, Vilesov A F J. Chem. Phys. 110 1429 (1999)
  103. Pörtner N, Toennies J P, Vilesov A F J. Chem. Phys. 117 6054 (2002)
  104. Stienkemeier F et al. Phys. Rev. Lett. 83 2320 (1999)
  105. Diederich T et al. Phys. Rev. Lett. 86 4807 (2001)
  106. Döppner T et al. Eur. Phys. J. D 16 13 (2001)
  107. Federmann F et al. Eur. Phys. J. D 9 11 (1999)
  108. Federmann F et al. Phys. Rev. Lett. 83 2548 (1999)
  109. Schulz C P, Claas P, Stienkemeier F Phys. Rev. Lett. 87 153401 (2001)
  110. Kleinekathöfer U, Lewerenz M, Mladenović M Phys. Rev. Lett. 83 4717 (1999)
  111. Hansen J P, Pollock E L Phys. Rev. A 5 2214 (1972)
  112. Wisdom J, Hartquist T W, Lane N F Phys. Rev. B 14 4205 (1976)
  113. Kanorsky S I et al. Phys. Rev. B 50 6296 (1994)
  114. Kinoshita T, Fukuda K, Yabuzaki T Phys. Rev. B 54 6600 (1996)
  115. Reho J et al. J. Chem. Phys. 112 8409 (2000)
  116. Beijersbergen J H M, Hui Q, Takami M Phys. Lett. A 181 393 (1993)
  117. Takahashi Y et al. Phys. Rev. Lett. 71 1035 (1993)
  118. Ancilotto F et al. Z. Phys. B 98 323 (1995)
  119. Bauer H et al. Phys. Lett. A 146 134 (1990)
  120. Lewerenz M unpublished
  121. Lindinger A, Toennies J P, Vilesov A F Phys. Chem. Chem. Phys. 3 2581 (2001)
  122. Hartmann M et al. Phys. Chem. Chem. Phys. 4 4839 (2002)
  123. Slenczka A et al. J. Chem. Phys. 115 10199 (2001)
  124. Personov R I in Spectroscopy and Excitation Dynamics of Condensed Molecular Systems (Modern Problems in Condensed Matter Sci., Vol. 4, Eds V M Agranovich, R M Hochstrasser) (Amsterdam: North-Holland, 1983) p. 555
  125. Almond M J, Downs A J Spectroscopy of Matrix Isolated Species (Adv. in Spectroscopy, Vol. 17, Eds R J H Clark, R E Hester) (Chichester: Wiley, 1989)
  126. Pryce M H L in Phonons in Perfect Lattice and in Lattices with Point Imperfections (Ed. R W H Stevenson) (Edinburgh: Oliver & Boyd, 1966)
  127. Wilks J, Betts D S An Introduction to Liquid Helium 2nd ed. (Oxford: Clarendon Press, 1987)
  128. Bennemann K H, Ketterson J B in The Physics of Liquid and Solid Helium (Interscience Monographs and Texts in Physics and Astronomy, Vol. 29, Eds K H Bennemann, J B Ketterson) (New York: Wiley, 1976)
  129. Keller W E Helium-3 and Helium-4 (New York: Plenum Press, 1969)
  130. Landau L J. Phys. USSR 11 91 (1947)
  131. Landau L J. Phys. USSR 5 71 (1941); Ландау Л Д ЖЭТФ 11 592 (1941); Ландау Л Д УФН 93 495 (1967)
  132. Pörtner N, Toennies J P, Vilesov A F J. Chem. Phys. 117 6054 (2002)
  133. Casas M et al. Z. Phys. D 35 67 (1995)
  134. Rama Krishna M V, Whaley K B J. Chem. Phys. 93 746 (1990)
  135. Huisken F, Kaloudis M, Vigasin A A Chem. Phys. Lett. 269 235 (1997)
  136. Li L, Rice S F, Field R W J. Chem. Phys. 82 1178 (1985)
  137. Diemer U, Gress J, Demtröder W Chem. Phys. Lett. 178 330 (1991)
  138. Dalfovo F Z. Phys. D 29 61 (1994)
  139. Lerner P B, Cole M W, Cheng E J. Low Temp. Phys. 100 501 (1995)
  140. Liu K et al. Nature 381 501 (1996)
  141. Liu K, Brown M G, Saykally R J J. Phys. Chem. A 101 8995 (1997)
  142. Belch A C, Rice S A J. Chem. Phys. 86 5676 (1987)
  143. Speedy R J, Madura J D, Jorgensen W L J. Phys. Chem. 91 909 (1987)
  144. Xantheas S S, Dunning T H (Jr.) J. Chem. Phys. 99 8774 (1993)
  145. Mhin B J et al. Chem. Phys. Lett. 176 41 (1991)
  146. Pedulla J M, Kim K, Jordan K D Chem. Phys. Lett. 291 78 (1998)
  147. Xantheas S S J. Chem. Phys. 102 4505 (1995)
  148. Nauta K, Miller R E J. Chem. Phys. 111 3426 (1999)
  149. Miller R E Science 240 447 (1988)
  150. Xantheas S S Philos. Mag. B 73 107 (1996)
  151. Behrens M et al. J. Chem. Phys. 111 2436 (1999)
  152. Huisken F, Kaloudis M, Kulcke A J. Chem. Phys. 104 17 (1996)
  153. Макаров Г Н УФН 175 41 (2005); Makarov G N Phys. Usp. 48 37 (2005)
  154. Miller D R "Free jet sources" in Atomic and Molecular Beam Methods Vol. 1 (Ed. G Scoles) (New York: Oxford Univ. Press, 1988) p. 14
  155. Jensen R J et al. Laser Focus 12 (5) 51 (1976)
  156. Levy D H, Wharton L, Smalley R E in Chemical and Biochemical Applications of Lasers Vol. 11 (Ed. C B Moore) (New York: Academic Press, 1977) p. 1
  157. Apatin V M, Makarov G N Appl. Phys. B 28 367 (1982)
  158. Radloff W, Stert V, Ritze H-H Appl. Phys. B 38 179 (1985)
  159. Borsella E et al. Chem. Phys. Lett. 93 523 (1982)
  160. Алимпиев С С и др. Квантовая электроника 10 562 (1983)
  161. Bassi D et al. Laser Chem. 5 143 (1985)
  162. Апатин В М, Лохман В Н, Макаров Г Н Оптика и спектроск. 63 762 (1987)
  163. Makarov G N et al. Appl. Phys. B 65 583 (1997)
  164. Макаров Г Н, Лохман В Н, Ронандер Е Оптика и спектроск. 83 232 (1997)
  165. Sindzingre P, Klein M L, Ceperley D M Phys. Rev. Lett. 63 1601 (1989)
  166. Hartmann M et al. J. Chem. Phys. 110 5109 (1999)
  167. Nauta K, Miller R E J. Chem. Phys. 115 8384 (2001)
  168. Madeja F et al. J. Chem. Phys. 116 2870 (2002)
  169. Harms J, Toennies J P, Dalfovo F Phys. Rev. B 58 3341 (1998)
  170. Lide D R (Editor-in-Chief) CRC Handbook of Chemistry and Physics 74th ed. (Boca Raton: CRC Press, 1993 - 1994)
  171. McDowell R S et al. Spectrohim. Acta A 42 351 (1986)
  172. Burak I, Steinfeld J I, Sutton D G J. Quant. Spectr. Rad. Trans. 9 959 (1969)
  173. Okada Y et al. Appl. Phys. B 59 475 (1994)
  174. Баранов В Ю, Дядькин А П в сб. Изотопы: свойства, получение, применение (Под ред. В Ю Баранова) (М.: ИздАТ, 2000) с. 343
  175. Дядькин А П и др. в сб. Сборник докл. VIII Всерос. (Междунар.) научной конф. "Физико-химические процессы при селекции атомов и молекул", г. Звенигород, 2003 (Под ред. Ю А Колесникова) (М.: ЦНИИатоминформ, 2003) с. 121
  176. Takeuchi K et al. J. Nucl. Sci. Technol. 26 301 (1989)
  177. Баранов В Ю и др. в сб. Изотопы: свойства, получение, применение (Под ред. В Ю Баранова) (М.: ИздАТ, 2000) с. 357
  178. Bagratashvili V N et al. Multiple Photon Infrared Laser Photophysics and Photochemistry (Chur: Harwood Acad. Publ., 1985)
  179. Cantrell C D (Ed.) Multiple-Photon Excitation and Dissociation of Polyatomic Molecules (Topics in Current Physics, Vol. 35) (Berlin: Springer-Verlag, 1986)
  180. Макаров Г Н, Петин А Н ЖЭТФ 119 5 (2001)
  181. Makarov G N, Petin A N Chem. Phys. 266 125 (2001)

© Успехи физических наук, 1918–2020
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение