激光光解自由基的TR-ESR研究

时间分辨电子自旋共振（TR-ESR）技术是探测和鉴定光化学反应过程中顺磁性中间体的强有力工具,利用TR-ESR技术观察到的化学诱导动态电子极化 (CIDEP) 可以为我们提供丰富的光化学反应机理、反应动力学等信息. 该文较为详细地介绍了CIDEP的4种机理和自行研制的一种零差拍平衡混频的时间分辨ESR波谱仪,总结了TR-ESR技术在光解自由基反应方面的应用.     

TX100胶束中光解蒽醌的TRESR研究

用时间分辨电子自旋共振（ＴＲＥＳＲ） 波谱仪研究了光解蒽醌自由基的化学诱导动态电子极化（ＣＩＤＥＰ） ．实验测量表明,在蒽醌／ 乙二醇／ＴＸ－ １００ 体系中,蒽半醌自由基ＡＱＨ·有很强极化ＥＳＲ 信号,在激光激发后～０ ．８μｓ,检测到蒽醌负离子基ＡＱ·－ 的信号,表明ＡＱＨ·自由基部分地离解为负离子基ＡＱ·－ ．     

乙二醇均相及其TX-100胶束溶液中光敏分子菲醌的激光光解研究

用时间分辨电子自旋共振（TR-ESR）和瞬态吸收光谱技术,研究了菲醌在乙二醇均相及其TX-100含水胶束溶液中的光化学反应机理。化学诱导动态电子极化（CIDEP）谱和瞬态吸收光谱都表明,在乙二醇均相溶液中,菲醌光激发三重态3PAQ* 夺取氢原子形成中性自由基PAQH.,三重态机理是CIDEP形成的主要机理。在TX-100含水胶束溶液中,光解主要得到菲醌负离子基PAQ-．,PAQ-．由PAQH.解离形成,解离过程中伴随着极化转移。     

光解对苯醌/甲酰胺体系的CIDEP实验研究

以对苯醌为光敏剂,用高时间分辨电子自旋共振(TRESR)波谱仪研究了对苯醌/甲酰胺体系在酸性、碱性、胶束环境下的化学诱导动态电子自旋极化(CIDEP).光解对苯醌/甲酰胺体系,得到了以苯醌负离子基PBQ·-为主的,同时伴随稍弱的苯半醌自由基PBQH·-的发射CIDEP谱;光解碱性环境和胶束环境下的对苯醌/甲酰胺体系,只得到PBQ·-的CIDEP信号;光解酸性环境下的对苯醌/甲酰胺体系,只得到PBQH·的CIDEP信号.实验结果表明对苯醌负离子基PBQ·-由苯半醌自由基PBQ·解离得到.     

乙二醇均相溶液中苊醌三重激发态淬灭反应的TR-ESR研究

利用时间分辨电子自旋共振（TR-ESR）方法,研究了乙二醇（EG）均相溶液中稳定自由基TEMPO和生物抗氧化剂维生素C（VC）对苊醌（ACQ）激发三重态3ACQ*的淬灭反应。光解ACQ/EG体系,观察到苊醌中性自由基ACQH•和乙二醇烷基自由基的发射/吸收+发射（E/A+E）的CIDEP信号,ACQH•和CH2(OH)C•HOH由3ACQ*从EG上夺氢生成。光解ACQ/TEMPO/EG体系,3ACQ*与TEMPO相互作用将极化转移给TEMPO。光解ACQ/VC/EG体系,3ACQ*除了从EG上夺氢外,还从VC上夺氢生成VC负离子基As•-。较强的As•-的CIDEP信号表明VC对3ACQ*有明显的淬灭作用。     

吩噻嗪-对苯醌体系光化学过程的时间分辨ESR研究

报道了用时间分辨电子自旋共振波谱仪对吩噻嗪与对苯醌的乙二醇溶液体系的紫外光照过程进行实时检测,从测得的电子自旋共振极化港可知,电子转移和质子转移在光照过程中同时存在并且相互竞争.     

InAs单层和亚单层结构中的自旋动力学研究

利用偏振时间分辨光谱和时间分辨Kerr旋转谱，研究了GaAs中的InAs单层和亚单层的电子自旋动力学.实验发现，在非共振激发条件下，厚度为1/3单层的InAs亚单层中电子自旋弛豫寿命长达3.4ns，而1个单层厚的InAs层的电子自旋寿命只有0.48ns；而在共振激发条件下，亚单层结构中的电子自旋寿命大大减少，只有70ps，单层InAs中电子自旋寿命没有显著变化.分析表明，低温下InAs单层和亚单层结构中，Bir-Aronov-Pikus(BAP)自旋弛豫机理占主导地位.通过改变材料结构特性和激发条件来改变电子空穴的空间相关性，从而达到控制自旋弛豫的目的. 关键词： InAs亚单层 自旋弛豫 BAP机理     

TX-100胶束中光解蒽醌的TR-ESR研究

用时间分辨电子自旋共振(TRESR)波谱仪研究了光解蒽醌自由基的化学诱导动态电子极化(CIDEP).实验测量表明,在蒽醌/乙二醇/TX-100体系中,蒽半醌自由基AQH·有很强极化ESR信号,在激光激发后~0.8μs,检测到蒽醌负离子基AQ·^-的信号,表明AQH·自由基部分地离解为负离子基AQ·^-.     

杜醌自由基光化学路径的CIDEP研究

用自制的高时间分辨电子自旋共振波谱仪,测量得到了酸性、碱性和胶束环境下的光解杜醌/乙二醇(DQ/EG)溶液瞬态自由基的化学诱导动态电子自旋极化(CIDEP)谱.在光解均相DQ/EG溶液时,观察到了以增强发射的的中性杜半醌自由基(DQH.)的CIDEP信号;在碱性环境下(pH=9)和TX-100胶束环境下光解DQ/EG体系时得到杜醌负离子自由基(DQ-.)的CIDEP信号;在酸性环境下(pH=2.5)光解DQ/EG体系时,出现的又是中性杜半醌自由基(DQH.)的CIDEP信号.实验结果显示,DQH.由3DQ*与EG之间的氢原子转移反应生成,DQ.-由DQH.的去质子化反应生成,反应中伴随着极化转移.     

时间分辨电子自旋共振及其应用

简要介绍了作者研制的高时间分产电子自旋共振（ＴＲＥＳＲ）波谱仪的结构与特点。报道了均相与微复相体系中光解自由基的自旋相关自由基极化;在对苯醌的乙二醇／水／硫酸溶液中,观察到苯醌自由基与溶液中质子发生交换效应。综述了ＴＲＥＳＲ在光诱导极化与光诱导电子转移研究方面的应用。     

丙酮/1,2-丙二醇体系的化学诱导动态电子自旋极化研究

285 nm紫外激光照射下,用时间分辨电子自旋共振(TRESR)波谱仪研究了光解丙酮/1,2-丙二醇(ACETONE/PG)体系,得到了丙酮羰自由基(CH3)2.COH和1,2-丙二醇羰自由基CH3.COHCHOH的发射/吸收(E/A)型极化信号,这是一个自由基对(RPM)极化过程。在酸性环境中,溶剂分子的CIDEP谱明显减弱,(CH3)2.COH的CIDEP谱无明显变化,由此可判断光解ACETONE/PG体系是一个夺氢反应;在碱性环境中,(CH3)2.COH反应生成负离子基(CH3)2.CO-.     

时间分辨ESR与电子自旋极化研究

介绍了近年发展起来的时间分辨TRESR技术，以3个实例介绍了用TRESR研究光解自由基的电子自旋极化的状况，指出研究自旋极化可以得到关于分子激发态和自由基反应动力学等丰富的多方面信息，TRESR技术是研究光与分子相互作用的一种重要手段。     

乙二醇均相溶液中苊醌三重激发态淬灭反应的TR-ESR研究

利用时间分辨电子自旋共振(TR-ESR)方法,研究了乙二醇(EG)均相溶液中稳定自由基TEMPO和生物抗氧化剂维生素C(VC)对苊醌(ACQ)激发三重态3ACQ*的淬灭反应.光解ACQ/EG体系,观察到苊醌中性自由基ACQH*和乙二醇烷基自由基的发射/吸收+发射(E/A+E)的CIDEP信号,ACQH*和CH2(OH)CHOH由3ACQ*从EG上夺氢生成.光解ACQ/TEMPO/EG体系,3ACQ*与TEMPO相互作用将极化转移给TEMPO.光解ACQ/VC/EG体系,3ACQ*除了从EG上夺氧外,还从VC上夺氢生成VC负离子基As*-.较强的As*-的CIDEP信号表明VC对3ACQ*有明显的淬灭作用.     

2004-2005年度胡刚复、饶毓泰、叶企孙、吴有训、王淦昌物理奖介绍

1饶毓泰物理奖 项目名称：飞秒时间分辨光谱技术及超快光子学新材料研究 主要完成人：龚旗煌(北京大学物理学院)该项目总结了龚旗煌和由他领导的研究集体1991年至2003年间，立足于国内在飞秒光谱及应用和材料非线性光学性质研究中取得的成果．如建立了飞秒时间分辨荧光上转换实验平台，研究了三乙胺酸分子的荧光衰变特性．验证了该类分子激发态无势垒异构理论(CFO理论)；     

金刚石纳米颗粒中氮空位色心的电子自旋研究

通过电子注入的方法制备了含氮空位色心单光子源的金刚石荧光纳米颗粒. 自旋回声测试结果表明, 纳米颗粒中氮空位色心的相干时间T₂很短, 介于0.86 μs至5.6 μs之间. Ramsey干涉条纹测试结果表明, 氮空位色心NV1点的退相干时间T₂^* 最大, 为0.7 μs, 其电子自旋共振谱可分辨的最小线宽为1.05 MHz. 并且NV1点的电子自旋共振谱可分辨氮空位色心本身的¹⁴N核自旋与 氮空位色心电子自旋之间的2.2 MHz超精细相互作用, 这对于在金刚石纳米颗粒中实现核自旋的操控和多个量子比特的门操作具有重要意义. 关键词： 纳米颗粒 氮空位色心 电子自旋     

N2O在193nm光解：振动激发态NO（v）的生成及与N2O的碰撞驰豫

利用激光光解时间分辨富里叶红外发射谱对Ｎ２Ｏ在１９３ｎｍ光解进行了研究，观察激光光解后３０μｓ至６００μｓ次级反应产物ＮＯ（ｖ）的红外发射谱及其变化，其振动量子数ｖ高达１１，反应是通过初级光解产物Ｏ（＾１Ｄ）原子与Ｎ－Ｎ－Ｏ中末端Ｎ“头对头“碰撞进行的。利用计算机进行光谱模拟，得到ＮＯ（ｖ）各振动态的布居及随时间的演变，由此求出ＮＯ（ｖ＜１１）的各不同振动态与Ｎ２Ｏ的传能常数，对所求ｋｖ（ｖ＝１－     

激光光解NO2产物—NO分子NO（X2П）与氧原子O(3PJ″)的REMPI离子谱研究

利用激光光解NO₂分子,通过共振增强多光子电离(REMPI resonance enhanced multiphoto ionization)及飞行时间（TOF time of flight）质谱技术,获得了振转态分辨的NO（Ｘ^２Π,υ″,Ｊ″）与自旋-轨道分辨的氧原子O（２Ｐ^３Ｐ_{Ｊ″＝２,１,０})离子谱.NO分子与O原子的离子信号强度与ＵＶ电离激光能量之间的关系分别能用二次方和三次方曲线很好拟合,它表明:光解产物NO分子和氧原子是分别通过（1+1）和（2+1）多光子吸收过程而被电离的.由氧离子信号得到的氧原子基态三个自旋-轨道支能级布居比f_１与f_０分别为0.54±0.09和 0.20±0.04,这一比值与统计分布计算的值为0.6和0.2一致.     

中国物理学会第四届胡刚复、饶毓泰、叶企孙、吴有训物理奖获奖项目、获奖者及其主要贡献

中国物理学会第四届胡刚复、饶毓泰、叶企孙、吴有训物理奖获奖项目、获奖者及其主要贡献中国物理学会胡刚复、饶毓泰、叶企孙、吴有训物理奖基金会１胡刚复物理奖获奖项目：　“对我国射频电子直线加速器技术的开创与发展的贡献”获奖者：谢家麟（中国科学院高能物理研究...     

振动激发态NO（v）向NO2的快速传能

利用激光光解时间分辨富里叶红外发射谱仪对ＮＯ（ｖ）被ＮＯ２的碰撞弛豫进行了研究。观察到激光光解ＮＯ２后反应产物ＮＯ（ｖ≤３）的红外发射谱及其变化。通过光谱拟合，得到各振动态布居及其随时间的演变，由此获得ＮＯ（ｖ＝１￣３）的各不同振动态被ＮＯ２碰撞弛豫的传能常数。这种较通常传能常数高出１￣２个数量级的转速ｖ－ｖ传能用碰撞复合体模型加以解释。     

一种微光刻全息记录新材料：光刻蚀纤维素软片成像机理及其特性研究

报道一种新型的聚合物全息记录材料：光刻蚀纤维素软片（ＰＣＦ），对该材料较强的实时特性、较高的分辨本领、线性的表面浮雕调制特性等进行了实验研究，同时通过电子自旋共振谱（ＥＳＲ）、红外谱（ＩＲ）等手段研究了其成像过程中的光化学反应过程，证实了它的光降解机理。