RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 4, 2024
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2011

 / 

Апрель

←  →

Обзоры актуальных проблем


Кинетические методы определения температуры кластеров и наночастиц в молекулярных пучках


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

Температура (внутренняя энергия) кластеров и наночастиц — это важный физический параметр, от которого зависят многие свойства указанных частиц и характер процессов с их участием. В то же время определение температуры свободных кластеров и наночастиц в молекулярных пучках — довольно сложная проблема, поскольку температура небольших частиц зависит от их размера. Представлен обзор разработанных недавно кинетических методов измерения температуры кластеров и наночастиц в молекулярных пучках. Дано определение температуры указанных частиц, показано её влияние на свойства частиц и процессы с их участием. Выполнен анализ особенностей температуры кластеров и наночастиц в области фазового перехода. Кратко описаны ранние методы определения температуры больших кластеров. Показано, что новые кинетические методы более универсальны по сравнению с другими методами и применимы для определения температуры кластеров и наночастиц практически любого размера и состава. Кратко обсуждаются перспективы развития и применения указанных методов.

Текст pdf (514 Кб)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.0181.201104b.0365
PACS: 07.77.Gx, 36.40.−c, 36.40.Ei, 42.62.Fi, 81.07.Nb, 82.50.Hp (все)
DOI: 10.3367/UFNr.0181.201104b.0365
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2011/4/b/
000294814800002
2-s2.0-79960929586
2011PhyU...54..351M
Цитата: Макаров Г Н "Кинетические методы определения температуры кластеров и наночастиц в молекулярных пучках" УФН 181 365–387 (2011)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 21 апреля 2010, доработана: 17 июня 2010, 7 июля 2010

English citation: Makarov G N “Kinetic methods for measuring the temperature of clusters and nanoparticles in molecular beams” Phys. Usp. 54 351–370 (2011); DOI: 10.3367/UFNe.0181.201104b.0365

Список литературы (201) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (15) Похожие статьи (20)

  1. Pauly H Atom, Molecule, and Cluster Beams Vol. 2 Cluster Beams, Fast and Slow Beams, Accessory Equipment, and Applications (New York: Springer, 2000)
  2. Scoles G (Ed.) Atomic and Molecular Beam Methods Vol. 1 (New York: Oxford Univ. Press, 1988)
  3. Scoles G (Ed.) Atomic and Molecular Beam Methods Vol. 2 (New York: Oxford Univ. Press, 1992)
  4. Bernstein E R (Ed.) Atomic and Molecular Clusters (Amsterdam: Elsevier, 1990)
  5. Jena P, Khanna S N, Rao B K (Eds) Physics and Chemistry of Finite Systems: From Clusters to Crystals (Dordrecht: Kluwer Acad. Publ., 1992)
  6. de Heer W A Rev. Mod. Phys. 65 611 (1993)
  7. Haberland H (Ed.) Clusters of Atoms and Molecules: Theory, Experiment, and Clusters of Atoms (Heidelberg: Springer-Verlag, 1994)
  8. Klabunde K J Free Atoms, Clusters, and Nanoscale Particles (San Diego: Academic Press, 1994)
  9. Смирнов Б М УФН 164 1165 (1994); Smirnov B M Phys. Usp. 37 1079 (1994)
  10. Martin T P (Ed.) Large Clusters of Atoms and Molecules (Dordrecht: Kluwer Acad., 1996)
  11. Alivisatos A P J. Phys. Chem. 100 13226 (1996)
  12. Castleman A W (Jr), Bowen K H (Jr) J. Phys. Chem. 100 12911 (1996)
  13. Christen W, Even U J. Phys. Chem. A 102 9420 (1998)
  14. Herschbach D Rev. Mod. Phys. 71 S411 (1999)
  15. Smalley R E Rev. Mod. Phys. 69 723 (1997); Смолли Р Е УФН 168 323 (1998)
  16. Curl R F Rev. Mod. Phys. 69 691 (1997); Керл Р Ф УФН 168 331 (1998)
  17. Kroto H Rev. Mod. Phys. 69 703 (1997); Крото Г УФН 168 343 (1998)
  18. Perez A et al. J. Phys. D 30 709 (1997)
  19. Смирнов Б М УФН 171 1291 (2001); Smirnov B M Phys. Usp. 44 1229 (2001)
  20. Смирнов Б М УФН 173 609 (2003); Smirnov B M Phys. Usp. 46 589 (2003)
  21. Ditmire T et al. Phys. Rev. A 53 3379 (1996)
  22. Zweiback J et al. Phys. Plasmas 9 3108 (2002)
  23. Northby J A J. Chem. Phys. 115 10065 (2001)
  24. Callegari C et al. J. Chem. Phys. 115 10090 (2001)
  25. Stienkemeier F, Vilesov A F J. Chem. Phys. 115 10119 (2001)
  26. Toennis J P, Vilesov A F, Whaley K B Phys. Today 54 (2) 31 (2001)
  27. Toennis J P, Vilesov A F Angew. Chem. Int. Ed. 43 2622 (2004)
  28. Макаров Г Н УФН 174 225 (2004); Makarov G N Phys. Usp. 47 217 (2004)
  29. Yamada I, Toyoda N Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. B 232 195 (2005)
  30. Берри Р С, Смирнов Б М УФН 175 367 (2005); Berry R S, Smirnov B M Phys. Usp. 48 345 (2005)
  31. Макаров Г Н УФН 176 121 (2006); Makarov G N Phys. Usp. 49 117 (2006)
  32. Popok V N, Campbell E E B Rev. Adv. Mater. Sci. 11 19 (2006)
  33. Елецкий А В УФН 177 233 (2007); Eletskii A V Phys. Usp. 50 225 (2007)
  34. Крайнов В П, Смирнов Б М, Смирнов М Б УФН 177 953 (2007); Krainov V P, Smirnov B M, Smirnov M B Phys. Usp. 50 907 (2007)
  35. Макаров Г Н УФН 178 337 (2008); Makarov G N Phys. Usp. 51 319 (2008)
  36. Кресин В З, Овчинников Ю Н УФН 178 449 (2008); Kresin V Z, Ovchinnikov Yu N Phys. Usp. 51 427 (2008)
  37. Макаров Г Н УФН 179 487 (2009); Makarov G N Phys. Usp. 52 461 (2009)
  38. Берри Р С, Смирнов Б М УФН 179 147 (2009); Berry R S, Smirnov B M Phys. Usp. 52 137 (2009)
  39. Макаров Г Н УФН 180 185 (2010); Makarov G N Phys. Usp. 53 179 (2010)
  40. Siegel R W, Hu E, Roco M C (Eds) Nanostructure Science and Technology (Dordrecht: Kluwer Acad. Publ., 1999)
  41. Renn O, Roco M C J. Nanopart. Res. 8 153 (2006)
  42. Rubahn H G Nanophysik und Nanotechnologie (Stuttgart: Teubner Verlag, 2002)
  43. Edelstein A S, Cammarata R C (Eds) Nanomaterials: Syntesis, Properties, and Applications (Bristol: Institute of Physics Publ., 1996)
  44. Moro R et al. Science 300 1265 (2003)
  45. Moro R et al. Phys. Rev. Lett. 93 086803 (2004)
  46. Andersen K E et al. Phys Rev. B 73 125418 (2006)
  47. Xu X et al. Phys Rev. B 75 085429 (2007)
  48. Берри Р С, Смирнов Б М ЖЭТФ 117 562 (2000); Berry R S, Smirnov B M JETP 90 491 (2000)
  49. Берри Р С, Смирнов Б М ЖЭТФ 125 414 (2004); Berry R S, Smirnov B M JETP 98 366 (2004)
  50. Bixon M, Jortner J J. Chem. Phys. 91 1631 (1989)
  51. Labastie P, Whetten R L Phys. Rev. Lett. 65 1567 (1990)
  52. Wales D J Mol. Phys. 78 151 (1993)
  53. Wales D J, Berry R S Phys. Rev. Lett. 73 2875 (1994)
  54. Umirzakov I H Phys. Rev. E 60 7550 (1999)
  55. Mülken O, Stamerjohanns H, Borrmann P Phys. Rev. E 64 047105 (2001)
  56. Schmidt M et al. Phys. Rev. Lett. 79 99 (1997)
  57. Schmidt M et al. Nature 393 238 (1998)
  58. Schmidt M et al. Phys. Rev. Lett. 86 1191 (2001)
  59. Schmidt M et al. Phys. Rev. Lett. 87 203402 (2001)
  60. Gobet F et al. Phys. Rev. Lett. 89 183403 (2002)
  61. Reyes-Nava J A, Garzón I L, Michaelian K Phys. Rev. B 67 165401 (2003)
  62. Jellinek J, Beck T L, Berry R S J. Chem. Phys. 84 2783 (1986)
  63. Beck T L, Jellinek J, Berry R S J. Chem. Phys. 87 545 (1987)
  64. Davis H L, Jellinek J, Berry R S J. Chem. Phys. 86 6456 (1987)
  65. Berry R S, Jellinek J, Natanson G Phys. Rev. A 30 919 (1984)
  66. Beck T L, Berry R S J. Chem. Phys. 88 3910 (1988)
  67. Wales D J, Berry R S J. Chem. Phys. 92 4283 (1990)
  68. Berry R S Chem. Rev. 93 2379 (1993)
  69. Berry R S Nature 393 212 (1998)
  70. Berry R S Theory of Atomic and Molecular Clusters (Ed. J Jellinek) (Berlin: Springer, 1999) p. 1
  71. Cheng H-P, Berry R S Phys. Rev. A 45 7969 (1992)
  72. Kunz R E, Berry R S Phys. Rev. Lett. 71 3987 (1993)
  73. Kunz R E, Berry R S Phys. Rev. E 49 1895 (1994)
  74. Wales D J Chem. Phys. Lett. 166 419 (1990)
  75. Berry R S, Smirnov B M ЖЭТФ 127 1282 (2005); Berry R S, Smirnov B M JETP 100 1129 (2005)
  76. Berry R S et al. Adv. Chem. Phys. 90 75 (1988)
  77. Briant C L, Burton J J J. Chem. Phys. 63 2045 (1975)
  78. Damgaard Kristensen W, Jensen E J, Cotterill M R J J. Chem. Phys. 60 4161 (1974)
  79. Etters R D, Kaelberrer J B Phys. Rev. A 11 1068 (1975)
  80. Kaelberrer J B, Etters R D J. Chem. Phys. 66 3233 (1977)
  81. Etters R D, Kaelberrer J B J. Chem. Phys. 66 5112 (1977)
  82. Berry R S, Smirnov B M ЖЭТФ 122 298 (2002); Berry R S, Smirnov B M JETP 95 255 (2002)
  83. Berry R S, Smirnov B M J. Chem. Phys. 114 6816 (2001)
  84. Vekhter B et al. J. Chem. Phys. 106 4644 (1997)
  85. Wales D J, Ohmine I J. Chem. Phys. 98 7245 (1993)
  86. Wales D J Adv. Chem. Phys. 115 1 (2000)
  87. Wales D J Energy Landscapes (Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2003)
  88. Harms J et al. J. Mol. Spectrosc. 185 204 (1996)
  89. Brink D M, Stringari S Z. Phys. D 15 257 (1990)
  90. Bulgac A Czech. J. Phys. 48 697 (1998)
  91. Li Y B, Blaisten-Barojas E, Papaconstantopoulos D A Phys. Rev. B 57 15519 (1998)
  92. Bréchignac C et al. Phys. Rev. Lett. 89 183402 (2002)
  93. Bréchignac C et al. Phys. Rev. A 68 063202 (2003)
  94. Wan Z et al. J. Chem. Phys. 99 5858 (1993)
  95. Wurz P, Lykke K R J. Phys. Chem. 96 10129 (1992)
  96. Ho J et al. J. Chem. Phys. 99 140 (1993)
  97. Boyukata M et al. Int. J. Mod. Phys. 16 295 (2005)
  98. Geé C et al. J. Phys. Chem. 100 13421 (1996)
  99. Geé C et al. J. Chem. Phys. 107 4194 (1997)
  100. Lugovoj E, Toennies J P, Vilesov A J. Chem. Phys. 112 8217 (2000)
  101. Lallement A et al. Chem. Phys. Lett. 189 182 (1992)
  102. Chaparro S A et al. J. Appl. Phys. 87 2245 (2000)
  103. Yamaguchi N et al. Thin Solid Films 345 34 (1999)
  104. Yamaguchi N, Terashima K, Yoshida T J. Mater. Sci. Lett. 17 2067 (1998)
  105. Farges J et al. Surf. Sci. 106 95 (1981)
  106. Torchet G Docteur es-Sciences Thesis (Paris: Paris Univ., 1978)
  107. Torchet G et al. J. Chem. Phys. 105 3671 (1996)
  108. Kovalenko S I et al. J. Cryst. Growth 191 553 (1998)
  109. Calvo F, Torchet G, de Feraudy M-F J. Chem. Phys. 111 4650 (1999)
  110. Rohlfing E A J. Chem. Phys. 89 6103 (1988)
  111. Mitzner R, Campbell E E B J. Chem. Phys. 103 2445 (1995)
  112. Frenzel U et al. Z. Phys. D 40 108 (1997)
  113. Востриков А А, Дубов Д Ю, Агарков А А Письма в ЖЭТФ 63 915 (1996); Vostrikov A A, Dubov D Yu, Agarkov A A JETP Lett. 63 963 (1996)
  114. Makarov G N, Petin A N Chem. Phys. Lett. 426 464 (2006)
  115. Макаров Г Н, Петин А Н ЖЭТФ 130 804 (2006); Makarov G N, Petin A N JETP 103 697 (2006)
  116. Gspann J Z. Phys D 3 143 (1986)
  117. Gspann J Physics of Electronic and Atomic Collisions (Ed. S Datz) (Amsterdam: North-Holland, 1982) p. 79
  118. Klots C E J. Chem. Phys. 83 5854 (1985)
  119. Klots C E Z. Phys. D 5 83 (1987)
  120. Klots C E J. Chem. Phys. 90 4470 (1989)
  121. Klots C E Z. Phys. D 21 335 (1991)
  122. Klots C E Nature 327 222 (1987)
  123. Klots C E J. Phys. Chem. 92 5864 (1988)
  124. Brockhaus P et al. Phys. Rev. A 59 495 (1999)
  125. Jundt G et al. Chem. Phys. Lett. 370 504 (2003)
  126. Макаров Г Н УФН 176 1155 (2006); Makarov G N Phys. Usp. 49 1131 (2006)
  127. Heszler P, Carlsson J O, Demirev P J. Chem. Phys. 107 10440 (1997)
  128. Frenzel U et al. Surf. Rev. Lett. 3 505 (1996)
  129. Heszler P, Carlsson J O, Demirev P Phys. Rev. B 53 12541 (1996)
  130. Mitzner R, Campbell E E B Surf. Rev. Lett. 3 759 (1996)
  131. Agarkov A A et al. Eur. Phys. J. D 9 331 (1999)
  132. Востриков А А, Агарков А А, Дубов Д Ю ЖТФ 70 (7) 102 (2000); Vostrikov A A, Agarkov A A, Dubov D Yu Tech. Phys. 45 915 (2000)
  133. Востриков А А, Дубов Д Ю, Агарков А А Теплоф. выс. темп. 39 26 (2001); Vostrikov A A, Dubov D Yu, Agarkov A A High Temp. 39 22 (2001)
  134. Foltin M et al. J. Chem. Phys. 98 9624 (1993)
  135. Christian J F, Wan Z, Anderson S L J. Phys. Chem. 96 10597 (1992)
  136. Wan Z, Christian J F, Anderson S L J. Chem. Phys. 96 3344 (1992)
  137. Frenzel U, Roggenkamp A, Kreisle D Chem. Phys. Lett. 240 109 (1995)
  138. Гафнер Ю Я и др. ФТТ 47 1304 (2005); Gafner Yu Ya et al. Phys. Solid State 47 1353 (2005)
  139. Ascencio J A et al. Surf. Sci. 396 349 (1998)
  140. Борман В Д и др. ЖЭТФ 130 984 (2006); Borman V D et al. JETP 103 850 (2006)
  141. Dolbec R et al. Phys. Rev. B 70 201406(R) (2004)
  142. Sibener S J, Hislop P LBL Report, Part VII, Advanced Isotope Separation Technology (1978) p. 470
  143. Klekamp A, Umbach E Surf. Sci. 249 75 (1991)
  144. Макаров Г Н, Петин А Н Письма в ЖЭТФ 83 115 (2006); Makarov G N, Petin A N JETP Lett. 83 87 (2006)
  145. Макаров Г Н, Петин А Н Квантовая электрон. 36 889 (2006); Makarov G N, Petin A N Quantum. Electron. 36 889 (2006)
  146. Макаров Г Н, Петин А Н Оптика и спектроск. 102 434 (2007); Makarov G N, Petin A N Opt. Spectrosc. 102 388 (2007)
  147. Haberland H et al. Phys. Rev. Lett. 94 035701 (2005)
  148. Schmidt M et al. Phys. Rev. Lett. 90 103401 (2003)
  149. Robinson P J, Holbrook K A Unimolecular Reactions (London: Wiley, 1972); Робинсон П, Холбрук К Мономолекулярные реакции (М.: Мир, 1975)
  150. Eyring H, Lin S H, Lin S M Basic Chemical Kinetics (New York: Willey, 1980)
  151. Näher U, Hansen K J. Chem. Phys. 101 5367 (1994)
  152. Hansen K, Campbell E E B Int. J. Mass Spectrom. 233 215 (2004)
  153. Hansen K Chem. Phys. Lett. 383 270 (2004)
  154. Andersen J U, Bonderup E, Hansen K J. Chem. Phys. 114 6518 (2001)
  155. Stenfalk J, Hansen K Eur. Phys. J. D 43 101 (2007)
  156. Borggreen J et al. Phys. Rev. A 62 013202 (2000)
  157. Chandezon F et al. Chem. Phys. Lett. 277 450 (1997)
  158. Martin T P et al. Chem. Phys. Lett. 183 119 (1991)
  159. Martin T P et al. Chem. Phys. Lett. 186 53 (1991)
  160. Pedersen J et al. Nature 353 733 (1991)
  161. Bréchignac C et al. Phys. Rev. Lett. 68 3916 (1992)
  162. Farges J J. Cryst. Growth 31 79 (1975)
  163. Kresin V V et al. Phys. Rev. A 57 383 (1998)
  164. Blatt J M, Weisskopf V F Theoretical Nuclear Physics (Heidelberg: Springer-Verlag, 1979)
  165. Ericson T Adv. Phys. 9 425 (1960)
  166. Bréchignac C et al. J. Chem. Phys. 90 1492 (1989)
  167. Лохман В Н, Огурок Д Д, Рябов Е А ЖЭТФ 135 835 (2009); Lokhman V N, Ogurok D D, Ryabov E A JETP 108 727 (2009)
  168. Макаров Г Н УФН 173 913 (2003); Makarov G N Phys. Usp. 46 889 (2003)
  169. Макаров Г Н УФН 175 41 (2005); Makarov G N Phys. Usp. 48 37 (2005)
  170. Fuss W Spectrochim. Acta A 38 829 (1982)
  171. Баграташвили В Н и др. ЖЭТФ 77 2238 (1979); Bagratashvili V N et al. Sov. Phys. JETP 50 1075 (1979)
  172. Апатин В М, Макаров Г Н Квантовая электрон. 10 1435 (1983); Apatin V M, Makarov G N Sov. J. Quantum Electron. 13 932 (1983)
  173. Макаров Г Н и др. Квантовая электрон. 25 545 (1998); Makarov G N et al. Quantum Electron. 28 530 (1998)
  174. Макаров Г Н Письма в ЖТФ 24 (23) 35 (1998); Makarov G N Tech. Phys. Lett. 24 921 (1998)
  175. Makarov G N, Malinovsky D E, Ogurok D D Laser Chem. 17 205 (1998)
  176. Макаров Г Н, Малиновский Д Е, Огурок Д Д ЖТФ 69 (1) 35 (1999); Makarov G N, Malinovskii D E, Ogurok D D Tech. Phys. 44 31 (1999)
  177. Lokhman V N, Ogurok D D, Ryabov E A Chem. Phys. 333 85 (2007)
  178. Лохман В Н, Огурок Д Д, Рябов Е А ЖЭТФ 130 5 (2006); Lokhman V N, Ogurok D D, Ryabov E A JETP 103 1 (2006)
  179. Downie P, Powis I Faraday Discuss. 115 103 (2000)
  180. Lokhman V N, Ogurok D D, Ryabov E A Eur. Phys. J. D 46 59 (2008)
  181. Buck U J. Phys. Chem. 98 5190 (1994)
  182. Лохман В Н, Огурок Д Д, Рябов Е А ЖТФ 75 (7) 29 (2005); Lokhman V N, Ogurok D D, Ryabov E A Tech. Phys. 50 846 (2005)
  183. Востриков А А, Дубов Д Ю ЖЭТФ 125 222 (2004); Vostrikov A A, Dubov D Yu JETP 98 197 (2004)
  184. Макаров Г Н, Петин А Н Письма в ЖЭТФ 90 712 (2009); Makarov G N, Petin A N JETP Lett. 90 642 (2010)
  185. Makarov G N, Petin A N Chem. Phys. Lett. 484 14 (2009)
  186. Никольский Б П (Гл. ред.) Справочник химика Т. 1 2-е изд. (Л.-М.:: Госхимиздат, 1962)
  187. Lewerenz M, Schilling B, Toennies J P Chem. Phys. Lett. 206 381 (1993)
  188. Lewerenz M, Schilling B, Toennies J P J. Chem. Phys. 102 8191 (1995)
  189. Апатин В М, Макаров Г Н ЖЭТФ 84 15 (1983); Apatin V M, Makarov G N Sov. Phys. JETP 57 8 (1983)
  190. Апатин В М, Макаров Г Н Квантовая электрон. 9 1668 (1982); Apatin V M, Makarov G N Sov. J. Quantum Electron. 12 1067 (1982)
  191. Apatin V M et al. Appl. Phys. B 29 273 (1982)
  192. Gentry W R, Giese C F Rev. Sci. Instrum. 49 595 (1978)
  193. Макаров Г Н, Петин А Н ЖЭТФ 134 851 (2008); Makarov G N, Petin A N JETP 107 725 (2008)
  194. McDowell R S et al. Spectrochim. Acta A 42 351 (1986)
  195. Макаров Г Н, Петин А Н Письма в ЖЭТФ 89 468 (2009); Makarov G N, Petin A N JETP Lett. 89 404 (2009)
  196. Френкель Я И Кинетическая теория жидкостей (М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1945); Frenkel J Kinetic Theory of Liquids (Oxford: The Univ. Press, 1946)
  197. Макаров Г Н, Петин А Н Квантовая электрон. 39 1054 (2009); Makarov G N, Petin A N Quantum Electron. 39 1054 (2009)
  198. Макаров Г Н, Петин А Н ЖЭТФ 137 646 (2010); Makarov G N, Petin A N JETP 110 568 (2010)
  199. Eldridge B N, Yu M L Rev. Sci. Instrum. 58 1014 (1987)
  200. Makarov G N Chem. Phys. 290 137 (2003)
  201. Макаров Г Н ЖЭТФ 123 276 (2003); Makarov G N JETP 96 241 (2003)
© Успехи физических наук, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение