1K 以下固态 T$_{2}$ 与 T$_{2}$:H$_{2}$ 基质中原子氢与氚的 ESR 研究

我们报道了在固态 T$_{2}$ 和 T$_{2}$:H$_{2}$ 基质中稳定存在的原子氢和氚低至 70$\,$mK 的首次 ESR 研究。纯 T$_{2}$ 中 T 原子的浓度接近 $2\times10^{20}$cm$^{-3}$，而在 T$_{2}$:H$_{2}$ 固态混合物中达到了创纪录的 H 原子浓度 $\sim1\times10^{20}$cm$^{-3}$，其中部分 T 原子因同位素交换反应 T+H$_2\rightarrow$TH+H 转化为 H。未成对 T 和 H 原子的最大浓度受限于它们的复合，而该复合由于基质中 $\beta$ 粒子产生的大量空位和声子所引发的高效原子扩散而加剧。在样品冷却不充分的厚膜中，复合还以爆炸的方式出现，既有受激发的也有自发发生的。我们认为 H 和 T 迁移的主要机制是与隧穿或跳跃至空位相关的物理扩散，这与通过其他方法在 H$_{2}$ 和 D$_{2}$ 基质中产生的 H 和 D 原子扩散由同位素化学反应主导的情况不同。