Неупругое взаимодействие электрона с кластером $\mathrm{C}_{60}$

Методом пересекающихся пучков кластеров фуллерена $\mathrm{C}_{60}$ и электронов исследовано образование ионов $\mathrm{C}_{60}^+$, $\mathrm{C}_{60}^-$ и излучение в области длин волн $\lambda$ от $300$ до $800$ нм при изменении энергии электронов $E_e$ от нуля до $100$ эВ. Получены абсолютные значения сечений ионизации $\sigma^{+}(E_e)$ и прилипания электрона $\sigma^{-}(E_e)$. Максимум $\sigma^{+}(E_e)$ наблюдался при $E_e=52$ эВ и составил $0.53$ нм$^2$. Обнаружены “задержанная” ($\sim150$ мкс) ионизация возбужденного электронным ударом кластера $\mathrm{C}_{60}$, инициированная столкновением с поверхностью, и ионизация в результате термоэмиссии электрона (характерное время термоэмиссии $6$ мкс при $E_e=60$ эВ). Установлено, что образование $\mathrm{C}_{60}^-$ при $E_e<0.4$ эВ определяется поляризационным захватом $s$-электрона ($\sigma^-\sim E^{-1}_e$), и предложена формула для определения $\sigma^-(E_e)$. В области $E_e$ от единицы до $6$ эВ экспериментально получено почти постоянное значение сечения $\sigma^-(E_e)=0.36\pm0.03$ нм$^2$. При $E_e>7.5$ эВ ионы $\mathrm{C}^-_{60}$ оказались нестабильны к автоотрыву электрона. Из области пересечения пучков $\mathrm{C}_{60}$ и электронов зарегистрирован квазинепрерывный спектр излучения, который описывается модифицированной формулой Планка для теплового излучения сферических частиц диаметром $d\ll\lambda$. Яркостная температура при $E_e>47$ эВ оказалась равной $3150\pm50$ K. Установлено, что основным источником излучения являются горячие ионы $\mathrm{C}^{+*}_{60}$, которые образуются при термоэмиссии электрона из $\mathrm{C}^{*}_{60}$. Определены скорость радиационных потерь энергии ионом $\mathrm{C}_{60}^{+*}(5.5\times10^5$ эВ/с при $T=3150$ K) и сечение образования излучающих ионов $\mathrm{C}_{60}^{+*}(2\times10^{-2}$ нм$^2$ при $E_e=60$ эВ).