Инфракрасная лазерная многофотонная диссоциация кремнийорганических соединений, обладающая высокой изотопной селективностью

Использование в полупроводниковой промышленности чистых изотопов кремния имеет большие перспективы. Имеются данные о том, что изотопно-чистые монокристаллы 28Si обладают повышенной теплопроводностью. Материал, обогащенный изотопами 30Si, требуется в производстве силовых тиристоров. Эти и другие применения изотопно-чистых материалов делают важным поиск новых методов разделения изотопов кремния. Одним из таких методов является инфракрасная (ИК) лазерная многофотонная диссоциация (МФД). Для этого метода важен оптимальный выбор химического соединения, молекулы которого способны селективно возбуждаться и диссоциировать в поле лазерного излучения. В области исследований изотопно-селективной ИК МФД соединений кремния сложилась противоречивая ситуация. С одной стороны, из результатов опубликованных работ следует, что оптимальным соединением для разделения изотопов кремния методом ИК МФД является гексафтордисилан - Si2F6. Характеристики МФД этого соединения (такие как вероятность диссоциации под действием лазерного импульса или изотопная селективность) оказывались на порядок выше характеристик МФД других исследованных соединений кремния. С другой стороны, очевидным требованием к оптимальному для разделения изотопов соединению является наличие только одного атома кремния в молекуле. В молекуле Si2F6 редкие изотопы кремния 29Si и 30Si содержатся в основном в виде смешанных молекул, например 30SiF3 - 28SiF3. Селективность МФД такого соединения ограничивается тем, что при диссоциации вместе с редким изотопом 30Si в продукты переходит и нежелательный изотоп 28Si. Однако, все исследованные ранее соединения, содержащие один атом кремния, показывали значительно худшие характеристики МФД, чем гексафтордисилан Si2F6.