Автоматизированная обработка экспериментальных данных Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

1) кодировка \Vindows для файла базы вопросов;

2) расширение *Лх1 для файла базы вопросов, содержащего тестовые задания;

3) все тестовые задания базы вопросов - это задания закрытого типа. При этом на каждый вопрос предполагается ровно 4 варианта ответа.

С целью защиты информации от несанкционированного доступа оболочка используется вместе с кодировщиком, который кодирует как базу вопросов, так и файл с результатами ответов. Кодировщик ТевИС’а создает в текущем каталоге файл TestIC.txt - это файл закодированной базы вопросов. Результаты тестирования будут видны как в окне самой программы, так и записаны в отдельный текстовый файл. Правда, в этом

файле они будут в закодированном виде. Для их раскодирования необходимо воспользоваться еще раз кодировщиком ТеэНС’а.

Практика использования тестовой оболочки на занятиях показала, во-первых, что у студентов возросла мотивация подготовки к практическим занятиям. Во-вторых, у оболочки вдруг обнаружились недокументированные возможности обучения во время контроля. Это явление наблюдается при использовании тестов большого объема, достаточно полно охватывающих какой-либо раздел или тему, в ситуации, когда студентам в процессе ответов на вопросы теста разрешается пользоваться лекциями, справочной и учебной литературой.

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ © Д.В. Лопатин, Е.С. Чиркин

В ходе компьютеризации физических экспериментов наиболее разумным является разделение программного обеспечения на два независимых блока. Первый блок отвечает за регистрацию, первичное преобразование и накопление информации. Программное обеспечение второго блока непосредственно обрабатывает и анализирует экспериментальные данные. Этим достигается независимость аппаратно-программного обеспечения.

Целью данной работы было создание программного продукта, предназначенного для автоматической и

полуавтоматической обработки экспериментальных результатов.

Представленный программный продукт позволяет осуществлять всю предварительную обработку экспериментальных данных:

• импорт данных из файлов различных форматов, в том числе и используемых популярными пакетами обработки информации;

• проверку входной информации и ее коррекцию;

• инструментальное построение, сравнение, масштабирование, слияние и анализ графиков.

6008

6006

6007

6006

6002

Рис. 1. Пакет автоматической обработки экспериментальных данных

Для анализа спектров ЭПР и РИДМР пакет имеет следующие функции:

1. поиск пиков и удаление случайных выбросов;

2. определение интенсивностей различных переходов;

3. интегрирования отдельных участков и всей кривой;

4. нормирования и нахождения нулевого уровня графика;

5. представление экспериментальных спектров в форме лоренцевых и гауссовых кривых;

6. определение уровня шума и погрешностей. Данный программный продукт, предназначенный

для анализа экспериментальных данных, значительно ускоряет процесс обработки информации, исключает вычислительные ошибки и минимизирует погрешности эксперимента.

ЭНЕРГИИ СТ-ЭКСИТОНОВ В МОНОКРИСТАЛЛАХ С60 © Д.В. Лопатин, A.B. Умрихин, Е.М. Белёнова, P.A. Мордовии, P.A. Столяров

Сопоставление теоретических расчетов электронной структуры и экспериментально наблюдаемых оптических переходов в молекулярном и твердотельном (пленки, микро- и монокристаллы) состоянии С60 показывает, что наличие кристаллического поля изменяет энергии межмолекулярных возбужденных состояний (СТ-экситонов) и формирует сложную тонкую электронную структуру. Цель работы заключается в расчете возможных экситонных состояний с переносом заряда для монокристаллов С60, находящихся в fcc-фазе.

Если не учитывать делокализацию между молекулами С60 в кристаллической решетке, то энергию экси-тона с переносом заряда можно аппроксимировать следующим образом:

Ёст = 1-А-2Р+С(г), (1)

где / = 7,62 эВ - потенциал ионизации; А = 2,65 эВ -сродство к электрону; Р = 0,975 эВ - энергия поляризации, т. е. 2Р равно энергии поляризации, создаваемой парой бесконечно удаленных зарядов, погруженных в кристалл; С(г) - энергия кулоновского взаимодействия.

Энергию кулоновского взаимодействия С(г) можно рассчитать двумя способами:

С(г) = -¿'1er, (2)

С(г) = -е21г- АРeh(r), (3)

где s = 4,4 ± 0,2 - диэлектрическая постоянная для Сб0 и tsPeh{r) - изменение поляризационной энергии в результате сближения зарядов на конечное расстояние г.

Таблица 1

Состояния с переносом заряда для монокристаллов С60

Плос- кость Позиция h+ Позиция е Угол а, ° г, к £ст, эВ

(0,0,0) (0,0,1) 0 14,15 2,80

(0,0,0) (1/2,1/2,2) 20 29,88 2,93

{110} (0,0,0) (1/2,1/2,1) 38 18,47 2,85

(0,0,0) (1,1Д) 60 28,30 2,91

(0,0,0) (1/2,1/2,0) 90 10,01 2,71

{100} (1/2,0,1/2) (2,Т/2,1/2) 18 22,37 2,89

(0,0,0) (2,1,0) 26 31,64 2,93

Вычисление энергии кулоновского взаимодействия СТ-экситонов по формуле (2) на расстояниях порядка параметра решетки некорректно. Расчет по (3) связан с большими вычислительными трудностями. Однако из литературных данных известно, что расчеты, выполненные по формулам (3) и (2), находятся в удовлетворительном согласии. Все остальные значения связаны с кристаллографическими параметрами монокристалла С60.

Для простоты интерпретации будем рассматривать экситонное состояние, в котором дырка h+ расположена на молекуле С60 в центре координат (0, 0, 0), а электрон е расположен на другой молекуле С60 с позицией (х, у, z). В работе [1] для кристаллического фуллерита рассчитаны два состояния с переносом заряда (1/2, 1/2, 0) и (0, 0, 1) с расстоянием между электроном и дыркой 10,01 и 14,15 А соответственно. Результаты экспериментальной работы [2] дают основания считать, что CT-состояний значительно больше. Результаты расчетов состояний с переносом заряда по формуле (1) приведены в таблице 1 (для одной элементарной fcc ячейки). Угол а между отрезком, соединяющим (0, 0, 0) и (х, у, z), и направлением внешнего возбуждающего поля взят из работы [2]. Вычислялись только СТ-экситоны, в которых h+ и е расположены на ближайших молекулах. В силу эквивалентности кристаллографических направлений всего в fcc-решетке имеется семь экситонных состояний. Энергетический спектр СТ-экситонов приведен на рисунке 1. Расчет произведен для 3D кристалла, имеющего 896000 молекул СМ|. Все рассчитанные энергии Ё°т лежат в экситонной полосе фотовозбуждения кристаллов С60.

В работе рассчитаны энергии экситонов с переносом заряда монокристаллов С60. Показано существование новых состояний экситонов с переносом заряда, существенно влияющих на электронно-оптические свойства монокристаллов С6о-

ЛИТЕРАТУРА

1. Kazaoui S., Minami N.. Tanabe Y. et al. II Phys. Rev. B. 1998. V. 58.

№ 12. P. 7689-7700.

2. Головин Ю.И., Лопатин Д. В., Умрихин A.B., Иванова М. A. II Вестн.

ТГУ. Сер. Естеств. и техн. науки. Тамбов, 2003. Т. 8. Вып. 4.

БЛАГОДАРНОСТИ: Работа выполнена при поддержке ФЦП «Фуллерены и атомные кластеры», РФФИ (грант № 02-02-17571).