Desorption of excited hydrogen atoms was detected from both solid Ar doped with CH4 and free nanoclusters Ar/CH4 at irradiation with an electron beam. It was monitored by an emission of the Lyman-a line. Measurements of cathodoluminescence (CL) spectra in the VUV range were performed within the CH4 concentration limits 0.1–10% in the solid matrix. The CL of free clusters with an average size of 1200 atoms per cluster was detected from pure Ar cluster jet and from Ar clusters doped with 0.1% CH4. The mechanisms of desorption of electronically excited H* atoms from solids and clusters are proposed on the basis of an analysis of energy transfer pathways with the final stage of relaxation — population of the n = 3 state of hydrogen atoms.
REFERENCES
1.
K.
Kobayashi
, W. D.
Geppert
, N.
Carrasco
, N. G.
Holm
, O.
Mousis
, M. E.
Palumbo
, J. H.
Waite
, N.
Watanabe
, and L. M.
Ziurys
, Astrobiology
17
, 786
(2017
). 2.
J. M.
Carpenter
, Nature
330
, 358
(1987
). 3.
4.
E.
Kulagin
, S.
Kulikov
, V.
Melikhov
, and E.
Shabalin
, Nucl. Instrum. Meth. B
215
, 181
(2004
). 5.
O.
Kirichek
, C. R.
Lawson
, D. M.
Jenkins
, C. J. T.
Ridley
, and D. J.
Haynes
, Cryogenics
88
, 101
(2017
). 6.
O.
Kirichek
, C. R.
Lawson
, G. L.
Draper
, D. M.
Jenkins
, D. J.
Haynes
, and S.
Lilley
, JNR
1
, 1
(2018
). 7.
E. V.
Savchenko
, O.
Kirichek
, C. R.
Lawson
, I. V.
Khyzhniy
, S. A.
Uyutnov
, and M. A.
Bludov
, Nucl. Instrum. Meth. B
433
, 23
(2018
). 8.
R. N.
Clark
, R.
Carlson
, W.
Grundy
, and K.
Noll
, “Observed ices in the solar system,” in The Science of Solar System Ices; Astrophysics and Space Science Library
, edited by M. S.
Gudipati
and J.
Castillo-Rogez
(Springer
, New York,
2012
), Vol. 356, p. 3.9.
T. C.
Owen
, T. L.
Roush
, D. P.
Cruikshank
, J. L.
Elliot
, L. A.
Young
, C.
de Bergh
, B.
Schmitt
, T. R.
Geballe
, R. H.
Brown
, and M. J.
Bartholomew
, Science
261
, 745
(1993
). 10.
D. P.
Cruikshank
, T. L.
Roush
, T. C.
Owen
, T. R.
Geballe
, C.
de Bergh
, B.
Schmitt
, R. H.
Brown
, and M. J.
Bartholomew
, Science
261
, 742
(1993
). 11.
M. E.
Brown
, C. A.
Trujillo
, and D. L.
Rabinowitz
, ApJ
635
, L97
(2005
). 12.
C. J.
Bennett
, C. S.
Jamieson
, Y.
Osamura
, and R. I.
Kaiser
, ApJ
653
, 792
(2006
). 13.
A.
Coupeaud
, M.
Turowski
, M.
Gronowski
, N.
Piétri
, I.
Couturier-Tamburelli
, R.
Kołos
, and J.-P.
Aycard
, J. Chem. Phys.
126
, 164301
(2007
). 14.
Y.-J.
Wu
, H.-F.
Chen
, C.
Camacho
, H. A.
Witek
, S.-C.
Hsu
, M.-Y.
Lin
, S.-L.
Chou
, J. F.
Ogilvie
, and B.-M.
Cheng
, ApJ
701
, 8
(2009
). 15.
J.
He
, K.
Gao
, G.
Vidali
, C. J.
Bennett
, and R. I.
Kaiser
, ApJ
721
, 1656
(2010
). 16.
J. F.
Ogilvie
, S.-L.
Chou
, M.-Y.
Lin
, and B.-M.
Cheng
, Vib. Spectrosc.
57
, 196
(2011
). 17.
C. K.
Materese
, D. P.
Cruikshank
, S. A.
Sandford
, H.
Imanaka
, and M.
Nuevo
, ApJ
812
, 150
(2015
). 18.
K. I.
Öberg
, Chem. Rev.
116
, 9631
(2016
). 19.
F. A.
Vasconcelos
, S.
Pilling
, W. R. M.
Rocha
, H.
Rothard
, and P.
Boduch
, ApJ
850
, 174
(2017
). 20.
S.
Esmaili
, A. D.
Bass
, P.
Cloutier
, L.
Sanche
, and M. A.
Huels
, J. Chem. Phys.
147
, 224704
(2017
). 21.
M. J.
Abplanalp
, B. M.
Jones
, and R. I.
Kaiser
, Phys. Chem. Chem. Phys.
20
, 543
(2018
). 22.
T.
Custer
, U.
Szczepaniak
, M.
Gronowski
, N.
Piétri
, I.
Couturier-Tamburelli
, J.-C.
Guillemin
, M.
Turowski
, and R.
Kołos
, Phys. Chem. Chem. Phys.
21
, 13668
(2019
). 23.
E.
Savchenko
, I.
Khyzhniy
, S.
Uyutnov
, M.
Bludov
, G.
Gumenchuk
, and V.
Bondybey
, Nucl. Instrum. Meth. B
460
, 244
(2019
). 24.
J.
Eberlein
and M.
Creuzburg
, Mol. Phys.
96
, 451
(1999
). 25.
D. E.
Milligan
and M. E.
Jacox
, J. Chem. Phys.
47
, 5146
(1967
). 26.
M.-Y.
Lin
, J.-I.
Lo
, H.-C.
Lu
, S.-L.
Chou
, Y.-C.
Peng
, B.-M.
Cheng
, and J. F.
Ogilvie
, J. Phys. Chem. A
118
, 3438
(2014
). 27.
J.-I.
Lo
, M.-Y.
Lin
, Y.-C.
Peng
, S.-L.
Chou
, H.-C.
Lu
, B.-M.
Cheng
, and J. F.
Ogilvie
, MNRAS
451
, 159
(2015
). 28.
I. V.
Khyzhniy
, S. A.
Uyutnov
, M. A.
Bludov
, E. V.
Savchenko
, and V. E.
Bondybey
, Fiz. Nizk. Temp.
45
, 843
(2019
) [Low Temp. Phys.
45, 721 (2019)]. 29.
E.
Savchenko
, I.
Khyzhniy
, S.
Uyutnov
, M.
Bludov
, and V.
Bondybey
, Nucl. Instrum. Meth. B
469
, 37
(2020
). 30.
E. V.
Savchenko
, I. V.
Khyzhniy
, S. A.
Uyutnov
, M. A.
Bludov
, and V. E.
Bondybey
, J. Mol. Struct.
1221
, 128803
(2020
). 31.
M.-Y.
Song
, J.-S.
Yoon
, H.
Cho
, Y.
Itikawa
, G. P.
Karwasz
, V.
Kokoouline
, Y.
Nakamura
, and J.
Tennyson
, J. Phys. Chem. Ref. Data
44
, 023101
(2015
). 32.
T.
IdBarkach
, M.
Chabot
, K.
Béroff
, S.
Della Negra
, J.
Lesrel
, F.
Geslin
, A.
Le Padellec
, T.
Mahajan
, and S.
Díaz-Tendero
, A&A
628
, A75
(2019
). 33.
K.
Vaskonen
, J.
Eloranta
, T.
Kiljunen
, and H.
Kunttu
, J. Chem. Phys.
110
, 2122
(1999
). 34.
V. I.
Feldman
, F. F.
Sukhov
, and A. Y.
Orlov
, J. Chem. Phys.
128
, 214511
(2008
). 35.
G. K.
Oserov
, D. S.
Bezrukov
, and A. A.
Buchachenko
, Fiz. Nizk. Temp.
45
, 347
(2019
) [Low Temp. Phys.
45, 301 (2019)]. 36.
M.
Kraas
and P.
Gurtler
, Chem. Phys. Lett.
174
, 396
(1990
). 37.
M. A.
Allodi
, R. A.
Baragiola
, G. A.
Baratta
, M. A.
Barucci
, G. A.
Blake
, J. R.
Brucato
, C.
Contreras
, S. H.
Cuylle
, P.
Boduch
, D.
Fulvio
, M. S.
Gudipati
, S.
Ioppolo
, Z.
Kaňuchová
, A.
Lignell
, H.
Linnartz
, M. E.
Palumbo
, U.
Raut
, H.
Rothard
, F.
Salama
, E. V.
Savchenko
, E.
Sciamma-O’Brien
, and G.
Strazzulla
, Space Sci. Rev.
180
, 101
(2013
). 38.
E. V.
Savchenko
, G.
Zimmerer
, and V. E.
Bondybey
, J. Lumin.
129
, 1866
(2009
). 39.
E. V.
Savchenko
, A. G.
Belov
, G. B.
Gumenchuk
, A. N.
Ponomaryov
, and V. E.
Bondybey
, Phys. Chem. Chem. Phys.
9
, 1329
(2007
). 40.
I. V.
Khyzhniy
, S. A.
Uyutnov
, M. A.
Bludov
, and E. V.
Savchenko
, Fiz. Nizk. Temp.
44
, 1565
(2018
) [Low Temp. Phys.
44, 1223 (2018)]. 41.
M. A.
Bludov
, I. V.
Khyzhniy
, E. V.
Savchenko
, V. I.
Sugakov
, and S. A.
Uyutnov
, Nucl. Phys. At. Energy
21
, 312
(2020
). 42.
E. T.
Verkhovtseva
, E. A.
Bondarenko
, and Y. S.
Doronin
, Fiz. Nizk. Temp.
30
, 47
(2004
) [Low Temp. Phys.
30, 34 (2004)]. 43.
Y. S.
Doronin
and V. N.
Samovarov
, Fiz. Nizk. Temp.
32
, 337
(2006
) [Low Temp. Phys.
32, 251 (2006)]. 44.
O. P.
Konotop
, S. I.
Kovalenko
, O. G.
Danylchenko
, and V. N.
Samovarov
, J. Clust. Sci.
26
, 863
(2015
). 45.
R.
Karnbach
, M.
Yoppien
, J.
Stapelfeldt
, J.
Wörmer
, and T.
Möller
, Rev. Sci. Instrum.
64
, 2838
(1993
). 46.
K. S.
Song
and R. T.
Williams
, Self-Trapped Excitons
(Springer-Verlag
, Berlin
, 1996
).47.
M.
Kraas
and P.
Gurtler
, Chem. Phys. Lett.
183
, 264
(1991
). 48.
M.
Kraas
and P.
Gurtler
, Chem. Phys. Lett.
187
, 527
(1991
). 49.
A. G.
Belov
, M. A.
Bludov
, and E. I.
Tarasova
, Fiz. Nizk. Temp.
35
, 1230
(2009
) [Low Temp. Phys.
35, 957 (2009)]. 50.
A.
Adams
and P. K.
Hansma
, Phys. Rev. B
22
, 4258
(1980
). 51.
E. A.
Bondarenko
, E. T.
Verkhovtseva
, Y. S.
Doronin
, and A. M.
Ratner
, Chem. Phys. Lett.
182
, 637
(1991
). 52.
R.
Müller
, M.
Joppien
, and T.
Möller
, Z. Phys. D
26
, 370
(1993
). 53.
E. V.
Savchenko
, I. V.
Khyzhniy
, S. A.
Uyutnov
, G. B.
Gumenchuk
, A. N.
Ponomaryov
, M. K.
Beyer
, and V. E.
Bondybey
, J. Phys. Chem. A
115
, 7258
(2011
). 54.
Y.-J.
Wu
, C. Y. R.
Wu
, S.-L.
Chou
, M.-Y.
Lin
, H.-C.
Lu
, J.-I.
Lo
, and B.-M.
Cheng
, ApJ
746
, 175
(2012
). 55.
R. D.
Thomas
, I.
Kashperka
, E.
Vigren
, W. D.
Geppert
, M.
Hamberg
, M.
Larsson
, M.
Af Ugglas
, and V.
Zhaunerchyk
, J. Phys. Chem. A
117
, 9999
(2013
). 56.
I. Ya.
Fugol
, Adv. Phys.
37
, 1
(1988
). 57.
A. F.
Coletti
, J. M.
Debever
, and G.
Zimmerer
, J. Physique Lett.
45
, 467
(1984
). 58.
J.
Wörmer
, M.
Joppien
, G.
Zimmerer
, and T.
Möller
, Phys. Rev. Lett.
67
, 2053
(1991
). © 2021 Author(s). Published under an exclusive license by AIP Publishing.
2021
Author(s)
You do not currently have access to this content.
