Моддаларнинг турли фазовий ҳолатларида ультракичик концентрацияли атомларнинг ўта сезгир лазер спектроскопияси

Диссертация мавзусининг долзарблиги ва зарурати. Жахонда замонавий фан ва техника соҳалари учун элементларнинг ўта кичик микдорларини аниқлашнинг янги аналитик методларини ишлаб чиқишга алоҳида эътибор қаратилмокда. Бу борада аналитик масалаларни ечиш учун замонавий ютуклар асосида моддаларда текширилаётган элементларнинг микдорини 10‘х-10’"% даражада назорат килиш мухим вазифалардан бири бўлиб келмокда.
Мустақиллик йилларида республикамиз илм-фан сохасида устивор ривожланишига, жумладан, ўта сезгир лазер спектроскопия сохасини самарали ривожлантириш борасида атомларни ва аэрозолларни ёки шунга ўхшаш мураккаб молекулаларни қайд килишга қаратилган тадқиқотларга алоҳида эътибор каратилди. Бу сохада атомларнинг ионланиш чегараси атрофини тадқиқ килиш, уларни самарали уйготиш схемаларини аниклаш хамда турли аэрозолларнинг морфологик ва оптик хусусиятлари тадкикоти бўйича самарали натижалар олинди. “Ўзбекистон Республикасини янада ривожлантириш бўйича Ҳаракатлар стратегиясига кўра илмий-тадқиқот ва инновация ютукларини амалиётга жорий этишнинг самарали механизмларини яратиш масалаларига алоҳида эътибор каратиш, шу жиҳатдан фотониканинг лазер спектроскопияси сохасида моддаларнинг ультракичик концентрацияли атомлари ва аэрозоллари билан лазер нури таъсирида намоён бўладиган резонансли ва норезонанс физик жараёнлар механизмлари асосида янги курилмалар яратиш мухим ахамиятга эга.
Ҳозирги вақтда жаҳон илм фанида кўп электронли атомларнинг юқори уйғонган ҳолатларини ва турли аэрозолларнинг оптик хусусиятларини тадқиқ қилишга, универсал лазер фотоионлаштириш спектрометрлари ишлаб чиқишга катта аҳамият берилмоқда. Бу борада мақсадли илмий тадқиқотларни, жумладан, қуйидаги йўналишлардаги илмий изланишларни амалга ошириш муҳим вазифалардан бири ҳисобланади: тегишли элемент атомлари учун маълум ҳолатлардан уйғотишнинг янги фотоионлаштириш ва тўқнашув схемаларини ишлаб чиқиш, оғир элемент атомлари учун назарий ҳисоблашларни олиб бориш ва тажрибавий спектрлар олиш, уйғонган атом ва молекулаларда юз берадиган физикавий жараёнлар турларини аниклаш, сигналлар кинетикасининг ускуна техник характеристикасига, атом ва молекулалар параметрита боғлиқлигини ўрганиш, аник ифодаланган квант ҳолатларига эта бўлмаган аэрозоль заррачаларининг морфологик ва оптик хусусиятларининг янги конуниятларини очиш, атомлар ва аэрозолларнинг ультракичик концентрацияларни аниклаша алоҳида эътибор қаратилмокда.
Ўзбекистон Республикаси Президентининг 2017 йил 7 февралдаги ПФ-4997-сонли «Ўзбекистон Республикасини янада ривожлантириш бўйича Ҳаракатлар стратегияси тўғрисида»ги Фармонини ва 2010 йил 15 декабрдаги ПҚ-1442-сон «2011-2015 йилларда Ўзбекистон Республикаси саноатини ривожлантиришнинг устувор йўналишлари тўғрисида»ги Қарори ва 2017 йил 17 февралдаги ПҚ-2789-сон «Фанлар академияси фаолияти, илмий тадқиқот ишларини ташкил этиш, бошқариш ва молиялаштиришни янада такомиллаштириш чора-тадбирлари тўғрисида»ги Қарорилари ҳамда мазкур фаолиятга тегишли бошқа меъёрий-ҳуқуқий ҳужжатларда белгиланган вазифаларни амалга оширишга ушбу диссертация тадқиқоти муайян даражада хизмат қилади.
Тадқиқотнинг мақсади моддаларнинг ультракичик концентрацияли атомлари ва аэрозоллари билан лазер нури таъсирида намоён бўладиган резонансли ва норезонанс физик жараёнлар механизмларини аниклашдан иборат.
Тадқиқотнинг илмий янгилиги куйидагилардан иборат:
юкори кувватли импульсли инфракизил лазер нури (Х=1064нм, Е=250 мДж) таъсирида тупрок, металл ва котишмаларнинг юзаларида ҳосил бўладиган аэрозоль заррачаларининг мутлақ концентрацияси (N) ва ўлчами (d) орасидаги тескари боғланиш конунияти (N~d‘2) ҳамда экстинкция коэффициента (о) ва каттик сирт юзасидан лазер нуригача бўлган масофа (L) орасидаги тўғри боғланиши аникланган;
шаффоф (NaCl, CsCl, Nal, NaF, К.С1, AgNO3) ва органик ( Родамин 640) аэрозоль заррачаларининг экстинкция эффективлиги (Q) ва аэрозолнинг ўлчам параметри (а) орасидаги тескари богланиш асосланган;
атомларни уйғотишда s ҳолатига нисбатан р ва d ҳолати орқали уйғотиш самарали эканлиги аниқланган;
атом ва аэрозоль системаларининг интенсив импульсли лазер нури майдонларидаги ютилиш ва сўниш параметрларини кайд килиш имконини берувчи фойдали сигналлар (селектив ионланиш сигнали ва сўниш сигнали) пайдо бўлишининг механизмлари аникланган;
“стержень-аланга” атомизаторининг ҳарорати бўйича селекцияси асосида атом ионизацион спектроскопия усулининг сезгирлиги ва селективлигини платформа ва графит найчадан ташкил топган янги электротермик атомизатор-ионизатор ёрдамида ошириш имконияти кўрсатилган;
аэрозоль заррачаларида ёруғлик экстинкциясини ўлчовчи икки фаол ҳажмли азот лазерига асосланган резонатор ичида сўниш лазер спектрометри ишлаб чиқилган.
Хулоса
Ультракичик концентрацияли атомлар ва аэрозоллар билан лазер нури таъсирида намоён бўладиган резонансли ва норезонанс физик жараёнлар механизмларини тадқиқ қилиш натижасида куйидаги ҳулосалар килинди:
1. Аэрозоль заррачаларида ёруғлик экстинкциясини ўлчаш учуй лазерлар системаси, тоза хаво генератори, тайёрлаш блоки ҳамда сўниш сигналини кайд қилиш системаларидан иборат резонатор ичида сўниш лазер спектрометри яратилган.
2. Иккита юқори кайтарувчи ботик кўзгудан иборат бўлган оптик резанаторда ёруғлик нури намунада кўплаб ўтиши туфайли сўниш вақтини ўлчашга асосланган, лазер буғлатиши туфайли ҳосил бўладиган атомлар, молекулалар ва аэрозолларни қайд килишнинг янги усули ишлаб чиқилган.
3. Аэрозоллар коэффициент экстинкцияси лазер энергиясининг кечикиш вақтига, намуна ва линза ўртасидаги масофага (энергия зичлигига) боғлиқлиги конунияти асосида лазер импульсининг куввати 250мЖ, кечикиш вақти 50мс, намуна ва линза ўртасидаги масофа 12мм бўлганда энг юкори экстинкция коэффициента™ эришиш мумкинлиги кўрсатилган.
4. Металлар тузларининг шаффоф аэрозоллари (NaCl, CsCl, Nal, NaF, КС1, AgNO3) ва органик бўёқлар аэрозолларининг тўлқин узунлиги 630, 580^-660, 615 ва 635нм билан импульсли лазер уйғотишда экстинкция эффективлигининг ўлчам параметри (а)га боғликлиги аникланган ва бу боғлиқлик Ми назарияси билан яхши мос келиши кўрсатилган.
5. Илк бор «графитли печь» атомизаторида In, Li, Au, Ag, Pt атомларини уйғотиш ва ионлаштиришнинг икки поғонали тўқнашув схемаларида (n)s—>(т)р—>(k)d ўтишда Li, Na, Ag, Au, Pt атомлари учун, 5p2P3/2—>6s2S3/2—>8p2P1/2 ўтишда In атоми учун максимал сигналлар кузатилиши мос равишда аникланган.
6. «Стержень-аланга» атомизаторида енгил буғланадиган элементларнинг ҳарорат бўйича селекцияси ва платформа ҳамда графитли найчадан ташкил топтан янги электротермик атомизатор-ионизаторлар матрицавий эффектларни йўкотиши аникланган.
7. Алюминий котишмаларида кальций ва ишқорий металлар киритмаларининг локал таркалиши жараёнларини кузатиш учун универсал лазер фотоионизацион спектрометри ишлаб чикилган.
8. Намунанинг ҳажми бўйича натрий киритмасининг таркалиши тахминан бир хил, 10'3% га яқин эканлиги, кальций киритмасининг таркалиши эса нотекис эканлиги кўрсатилган.
9. п<50 учун ридберг холатларнинг энергия қийматлари (En) бўйича олинган ҳисоблаш натижаларида Zn, Cd, Hg атомларининг юқори уйғонган триплет np 3Po,i,2 холатлари бошка усуллар билан хам тасдикланиши кўрсатилган.
10. Резонанс ўтишлар тўйиниш бўсағасигача лазер нурининг энергиясини ошириш йўли билан ўрганилаётган атомлардан кузатилаётган селектив ионланиш сигналининг чизиқли ортиб бориши кўрсатилган.