إكسيمر

إكسيمر بيرين

إكسيمر بيرين ، شكل ثلاثة الأبعاد.

إكسيمر في الكيمياء (بالإنجليزية: excimer)‏ أوثنائي وحدات مثار excited dimer

هوجزيئ ثنائي وحدات قصير العمر يتكون من جزئين أحدهما مثار إلكترونيا . والإكسيمر يتكون في الغالب من ذرتين لأوجزيئين لا يوجد بينها ترابط إذا تواجد في الحالة القاعية من الطاقة . لذلك تكون عمر الإكسيمر قصير جدا في حدود عدة نانوثانية. ويمكن بربط أعدادا كبيرة في حالة الإثارة منها حيث تكوّن تجمعات مادة رايدبرج ، إطالة عمرها إلى ما يزيد عن عدة ثوان .

تحضيرها وتحللها

مدارات الجزيئ.

طبقا لنموذج جزيئ المدارارت تتكون الحالة القاعية للجزيئ عندما تتخذ الإلكترونات أقل مستويات الطاقة فيه . وطبقا لمبدأ استبعاد باولي يمكن لإلكترونين على الأكثر شعل أحد المدارات ، وعندما يشغل إلكترونان مدارا فإنه لا بد من حتى يتخذ أحدهما عزما مغزليا معكوسا عن الآخر. ويسمى المدار المشغول الأعلى في الجزيئ هوموHOMOوالمدار المشغول المنخفض لوموLUMO ، وتسمى الفرق في الطاقة بين هذين المدارين فجوةهومو/لومو. فإذا امتص الجزيئ فوتونا ضوئيا وتكون طاقته أكبر من الفجوة فقد يُثار أحد الإلكترونات الموجودة في لمدار المنخفض إلى مدار أعلى . عندئذ نقول حتى الجزيئ في حالة إثارة.

وتحضر الإكسيمرات عندماقد يكون أحد وحدات الجزيئ في حالة إثارة. وعندما يعود الإكسيمر إلى الحالة الأرضية ثانيا تنقسم وحداته وكثيرا ما تتنافر من بعضها البعض . ويكون ذلك مصحوبا بإصدار شعاع ضوئي كون عادة ذوطول موجة أطول عن تلك التي يشعها وحدة أحادية monomer. ولذلك يمكن تعيين الإكسيمر عن طريق قياس إشعاعه الفلوري.

ونظرا لتحضير الإكسيمر عن طريق تفاعل تنائي الجزيئات ، فلذلك تحفزه كثافة عالية للوحدات الأحادية. أما في حالة الكثافة المنخفضة فإنها تنتج وحدات أحادية مثارة تضمحل سريعا إلى الحالة الأرضية قبل حتى تدخل في تفاعل مع وحدة أحادية أخرى غير مثارة من أجل حتى تنتج ثنائي وحدات مثار.

تقنية الليزر

تستخدم بعض مواد الإكسيمر في إنتاج أشعة الليزر . وهي مواد يمكن إثارة جزيئاتها ، وعندما تعود الجزيئات إلى حالتها القاعية من الطاقة فإنها تصدر موجاتا ضوئية لها طول موجة واحد ، وتلك الموجات هي التي تحتاجها تقنية الليزر. ويقدر زمن الاضمحلال (عودة الإلكترون المثار إلى الحالة الأرضية) عدة نانوثانية . ويتبوأ ليزر الإكسيمرات مكانا هاما وبصفة خاصة تلك التي تصدر فوتونات في نطاق الأشعة فوق البنفسجية . ويتكون الوسط النشيط لليزر من الفلور F₂) 157) نانومتر أوفلوريد الأرجون ArF) 193;nm ) أوفلوريد الكريبتون ( KrF) يعطي أشعة طول موجتها 248 نانومتر أووكلوريد الزينون (XeCl) 308;nm أوفلوريد الزينون ( XeF) يعطي أشعة طول موجتها351 نانومتر).

وكل تلك الليزرات تستخدم في الطب وفي الحفر الليثوغرافي على المعادن وكذلك لحفر الرقاقات الإلكترونية ,هي فترة من مراحل إنتاج نصف الموصلات.