Исследование поверхности кластеров ксенона по спектрам поляризационного тормозного излучения: псевдокристаллическое состояние

Abstract

Представлены результаты измерений полуширин контура поляризационного тормозного излучения в зависимости от числа атомов в свободных кластерах ксенона W(N). Кластеры возбуждались электронами с энергиями 0,7 и 0,3 кэВ, которые преимущественно зондировали кор и поверхность кластеров соответственно. Оказалось, что зависимости W(N) имеют совершенно разный характер для электронов с энергией 0,7 и 0,3 кэВ. На основе обсуждения этих различий сделан вывод о том, что кристаллический ГЦК кор кластеров в области размеров N ≈ 2000–8000 атомов/кластер (R ≈ 30–50 Å) покрыт некристаллической оболочкой. Рассмотрена природа этого слоя с точки зрения возможности образования стекольного и псевдокристаллического (ПСК) состояний. Впервые для кластеров инертных газов сделан вывод о существовании поверхностного ПСК состояния. В этом состоянии система структурно нестабильна и непрерывно флуктуирует между жидкой и твердотельной фазами.

Представлено результати вимірювань напівширин контура поляризаційного гальмового випромінювання в залежності від числа атомів у вільних кластерах ксенону W(N). Для збудження кластерів використовувались електрони з енергіями 0,7 та 0,3 кеВ, які переважно зондували кор та поверхню кластерів відповідно. Виявлено, що залежності W(N) мають істотно різний характер для електронів з енергією 0,7 та 0,3 кеВ. На основі обговорення цих відмінностей зроблено висновок про те, що кристалічний ГЦК кор кластерів в області розмірів N ≈ 2000–8000 атомів/кластер (R ≈ 30–50 Å) вкритий некристалічною оболонкою. Розглянуто природу цієї оболонки з точки зору утворення скляного і псевдокристалічного (ПСК) станів. Вперше для кластерів інертних газів зроблено висновок про існування поверхневого ПСК стану. У цьому стані система структурно нестабільна та безперервно флуктуює між рідкою та твердотільною фазами.

The results of measurements of polarization bremsstrahlung profile versus a number of atoms in free xenon clusters W(N) are presented. Electrons of 0.7 and 0.3 keV energies (which probe the cluster core and surface, respectively) were used to excite the clusters. It is found that the dependences W(N) have essentially different characters for the electrons of 0.7 and0.3 keV energies. From the discussion of this difference it follows that the crystalline fcc core of clusters with N ≈ 2000–8000 atoms/cluster (R ≈ 30–50 Å) is covered with a non-crystalline shell. The nature of this shell was discussed from the viewpoint of formation of glassy and pseudo-crystal (PSC) states. It is suggested for the first time that a PSC state may exist in rare gas clusters. In this state, the system is structurally unstable and fluctuates permanently between the liquid and solid phases.