Российские физики вместе с коллегами из Германии впервые составили единую карту спектра силана. Силан — это молекула, данные о которой нужны сразу в двух важных сферах: для изучения дальних участков Вселенной и для контроля качества при производстве полупроводников. Работу провели специалисты Томского политехнического университета и Брауншвейгского технического университета.
По данным Минобрнауки России, учёные смогли добавить в общую карту спектра силана так называемые «горячие» переходы. Это очень слабые сигналы молекулы, которые раньше было трудно точно увидеть, измерить и понять, с какими процессами внутри силана они связаны.
Силан трудно изучать, потому что его молекула почти симметричная, имеет «сферическую» форму а часть её сигналов очень слабая. Особенно сложно уловить «горячие» переходы, которые проявляются при высоких температурах. Из-за этого раньше учёным было трудно точно понять, какие линии спектра с какими процессами внутри молекулы связаны.
Учёные применили более точный способ расчёта, который показывает, как частицы силана движутся, сталкиваются и меняют скорость. Потом новые данные сопоставили с уже известной информацией о силане. Так получилась более точная карта спектра молекулы.
Результаты исследования важны не только для фундаментальной науки. У каждой молекулы есть свой спектр — как «метка», по которой её можно распознать. Если эта метка описана неточно, учёным сложнее понять, есть ли силан в атмосферах планет-гигантов или в дальних участках Вселенной. Более точная карта спектра силана помогает лучше распознавать эту молекулу и строить более надёжные модели космической среды.
Силан также применяют в процессах, связанных с производством полупроводников и наноматериалов. Если учёные точнее знают его спектр, то по этим данным можно лучше контролировать производство: смотреть, как вещество ведёт себя на разных этапах, и быстрее замечать возможные отклонения.