丙酮分子的共振增强多光子电离解离过程的实验研究

报道了在280—286.5nm区域内，通过共振增强多光子电离-飞行时间质谱和质量选择光电离激发谱对丙酮分子的光电离和光解离通道进行了研究，并对部分碎片离子的分质量激发谱进行了归属和标识.实验结果表明，在280—286.5nm紫外光波段内，丙酮分子以母体分子的电离通道为主，即首先电离生成母体离子然后母体离子再吸收光子解离生成碎片离子. 关键词： 丙酮 共振增强多光子电离 飞行时间质谱     

电离效率对激光电离团簇的高价离子产物的影响

纳秒激光与团簇相互作用产生高价离子逐渐成为分子物理界的热点之一, 为了深入研究团簇电离的本质, 本文以分子结构相似、元素组成相同的苯、环己烯和环己烷的分子团簇为对象, 利用飞行时间质谱研究了其与5 ns的532 nm激光相互作用时电离产物的价态和强度分布. 结果表明: 这三种化合物多光子电离效率苯>环己烯>环己烷, 但其高价离子的价态和比值苯是最低的, 环己烷的碳离子最高价态为4价, C³⁺和C²⁺的比值为1.1; 环己烯电离产物C³⁺和C²⁺ 的比值降低为0.6; 苯团簇的最高价态只有3价, C³⁺和C²⁺的比值约为0.4. 引起这种现象的原因可以归结于高的多光子电离效率会导致团簇多位点的电离, 引起团簇在电子加热到发生碰撞电离之前发生解离, 减小了团簇的尺寸, 进而减少了离子发生碰撞电离产生高价离子的反应时间, 最终阻碍了高价态离子的产生.     

偶氮苯的同步辐射光电离研究

用同步辐射光电离质谱与符合技术的相结合测定了偶氮苯光电离效率谱，获得了该分子的电离势，导出了分子和分子离子中某些键的解离能以自由基Ｃ６Ｈ５Ｎ２的电离势。测得了不同光子能量激发下的质谱图，并对不同能量时偶氮苯的解离电离方式进行了分析。     

B（OH）3分子的同步辐射光电离研究

报道了利用真空紫外同步辐射光电离法研究Ｂ（ＯＨ）３分子的结果，从所测得的光电离质谱和各种光电离效率曲线，获得了Ｂ（ＯＨ）３的电离势及其碎片离子的出现势，由此导出了分子及其离子中的键离解能。此外，对Ｂ（ＯＨ）３分子在同步辐射作用下的离解电离通道也做了初步的分析。     

甲胺分子共振增强多光子电离的波长依赖性

使用激光多光子电离质谱技术，研究了甲胺分子在４２５ｎｍ－４９５ｎｍ波长范围内共振增强多光子电离碎裂过程，记录了母体离子和与碎片离子产额与波长的依赖关系。由于共振增强多光子电离母体离子与碎片离子谱的相似性，可用探测总离子信号的方法来替代单独的母离子探测，有效地提高痕量探测的灵敏度。     

二甲基硫分子的共振增强多光子电离解离过程的实验研究

本文报道了在280~286.5 nm区域内,通过共振增强多光子电离-时间飞行质谱和质量选择光电离激发谱对二甲基硫分子的光电离和光解离通道进行了研究.实验结果表明,在280~286.5 nm区域内,二甲基硫分子以母体分子的电离通道为主,即首先电离生成母体离子然后母体离子再解离生成碎片离子.     

二乙胺分子多光子电离过程的质谱及速率方程分析

首次研究了二乙胺分子的多光子电离过程。实验是在无碰撞的高真空状态下进行的，用飞行时间质谱仪获得了染料激光器在４６４－４８６ｎｍ波段的二乙胺分子ＭＰＩ质谱（ＭＳ）。母体离子由经（ｎＮ，３ｓ）里德堡态的（２＋２）共振增强多光子电离（ＲＥＭＰＩ）产生。各种离子强度体随激光波长和强度的变化表明，碎片离子阶梯模型产生了二乙胺分子ＭＰＩ的碎片离子分布。     

溴乙烷的同步辐射光电离解离

在超声射流条件下,利用真空紫外同步辐射光辐照和飞行时间质谱,研究溴乙烷光电离及解离电离的动力学。通过测量光电离及解离电离产生的碎片离子的光电离效率（ＰＩＥ）曲线型分布获得了溴乙烷的电离势和各碎片离子的出现势,并结合标准的已确认的热力学数据,计算了离子的标准生成焓,估算了有关分子的键能及母体离子的解离能,并对溴乙烷分子真空紫外光解离电离通道进行了分析。     

苯和苯胺在深紫外光照射下的电离和解离

本文利用自主研制的反射式飞行时间质谱仪结合177.3 nm深紫外激光研究了苯和苯胺分子的光电离与光解离过程. 质谱实验发现苯在177.3 nm皮秒激光作用下发生高效电离并观测到不对称C-C键解离形成的以C₄H₃⁺为主的较小碎片峰. 相比之下,苯胺的深紫外光电离中主要产生一个C₅H₆^+·离子自由基和一个较小丰度的C₆H₆^+·碎片,分别对应于CNH分子和NH自由基的去除. 结合第一性原理计算,诠释了苯和苯胺这两个仅有一个氨基差异的分子光解离路径,揭示苯和苯胺分子中氢原子转移对于C-C或C-N键断裂的关键重要作用.     

激光光解NO2产物NO（X^2Ⅱ）的REMPI离子谱的标识与研究

利用Nd．YAG激光器三倍频、输出波长为=355nm的激光光解NO2分子，可产生NO分子．将NO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，获得振转态分辨的NO(X^2Ⅱυ″J″)离子谱NOγ(0，0)，7(0，1)，7(1，1)。通过理论计算，可将NO离子带的P、R、Q支线进行标识。NO分子的离子信号强度与UV电离激光能量(λ≈226nm)之间关系能用二次方曲线很好拟合。它表明NO分子是通过(1 1)双光子吸收而电离。这些结果对NO分子的电离动力学提供了有益的信息。     

正丁烷和异丁烷低压热解的产物鉴定及质谱分析

利用同步辐射真空紫外光电离质谱技术研究了正丁烷和异丁烷在流动反应器中的低压热解,实验温度为823～1823 K. 通过扫描光电离效率(PIE)谱探测并鉴定了20多种热解产物,特别是多种自由基和同分异构体. 在质谱分析的基础上讨论了正丁烷和异丁烷热解的不同特性,从而为丁烷同分异构体分解路径的讨论提供了实验依据. 通过讨论可以发现,丁烷的同分异构体结构对它们的主要分解路径具有强烈的影响,从而导致了它们质谱和PIE谱的差异,如不同的主要产物和丁烯产物结构等. 此外与正丁烷热解相比,异丁烷热解在较低的温度下即可生成苯,这与后者中炔丙基和C4物种等苯前驱体的生成得到了加强是密切相关的,也为解释支链烷烃碳烟生成趋势高于直链烷烃的现象提供了实验线索.     

Photoionization mass-spectrometry of benzene and benzaldehyde molecules with an excimer KrF laser

A laser photoionization time-of-flight mass-spectrometer has been developed and used to investigate the photoionization and photofragmentation of benzene and benzaldehyde molecules by an excimer KrF laser radiation at the wavelength of 249 nm in the intensity range from 5·10⁴ to 5·10⁹ W/cm². It has been found that at low laser intensity ions formed by two-step photoionization are most abundant in mass spectra. By increasing laser intensity an extensive fragmentation of molecules, up to C⁺ ions, was observed. The maximum ionization yield of benzaldehyde comes to 0.1% of the number of molecules in the photoionization volume and, according to calculations, to 10% for benzene molecules, when the radiation intensity is 5·10⁹ W/cm².     

用质谱和光电子能谱研究飞秒强场中的电离动力学

报导了用自制飞秒激光器通过飞秒多光子电离质谱和光电子能谱对飞秒强激光场与分子（氨、苯）相互作用的研究,飞秒激光脉宽约１００ｆｓ,二倍频中心波长４０７．５ｎｍ,聚焦后脉冲功率密度达到１０＾１２Ｗ／ｃｍ＾２,氨的光电子能谱显示了（２＋２）ＲＥＭＰＩ和（２＋２）＋１ＡＴＩ、（２＋２）＋２ＡＴＩ三组电子峰,每组峰又包括伸缩振动ｖ１的带系,ＡＴＩ峰的振动布居出现反转,随着光强增加,谱峰加宽而且振动能级出现平     

同步辐射真空紫外光电离质谱研究乙烯扩散火焰

本文利用探针取样法结合同步辐射真空紫外光电离和分子束质谱技术研究了常压下的乙烯扩散火焰.通过测量光电离质谱和光电离效率谱分辨了该火焰中大部分的燃烧中间体及产物;通过改变探针取样位置以及半定量计算得到了其中部分燃烧中间体及产物的摩尔分数曲线.实验结果为探索多环芳烃和烟尘在扩散火焰中形成的最初阶段的反应机理提供了依据.     

改进的Keldysh-Faisal-Reiss理论

在Keldysh-Faisal-Reiss(缩写为KFR)理论框架内,考虑了光场与原子势之间的耦合作用,对原有的KFR理论作了改进,得到了原子光电离概率的新的解析表达式。由这个新表达式产生的短脉冲强激光中氢原子阈上电离电子谱线与最近的实验谱线符合得比较好。由此对实验谱线提出了新的解释。 关键词：     

EL2 deep level in sub-bandgap surface photovoltage spectra in GaAs bulk crystals

Experimentally observed surface-photovoltage-method (SPV) spectra in the subbandgap energy range are presented for a real (100)GaAs surface, treated with preepitaxial procedures. Conductive, n-type GaAs and semi-insulating GaAs are studied. It is shown that SPV spectra are formed as a result of the simultaneous action of both surface states and deep bulk levels. The spectral shape of the surface-state photoionization cross-section is qualitatively determined. The influence of the deep bulk levels on the SPV spectra is explained, and the photoionization cross-section for both Cr and EL2 levels is qualitatively determined.     

纳秒强激光电离苯产生高价碳离子的波长效应

随着高强度超短脉冲激光器的发展 ,分子、原子与强激光场的相互作用已经成为一个重要的研究领域 ,其中分子或原子团簇在强场下发生的库仑爆炸现象成为研究的热点之一 .苯具有高对称的环形结构 ,激发态能级密集 ,因此 ,不论是早期的激光对分子的多光子电离解离 (MPID) ,以及强场与多原子分子的相互作用 ,还是后来超短脉冲激光下团簇相关的库仑爆炸研究都将其作为一个重要的研究对象[1- 8] .最近 ,我们用波长为 5 3 2nm、脉宽为 2 5ns的激光对苯等物质进行电离时 ,发现在 1 0 10 ～1 0 11W/cm2 的功率密度下 ,其质谱中出现了高平动能的C2 +…     

可扩展到生物医药激光检测的新方法和新技术

可见光波段激光"多色多光子光谱技术"应用到生物样品方面可替代紫外光,因为紫外光容易将生物分子打成碎片而破坏生物分子.可见光波段的激光多色多光子有选择地多步激发同样可达到紫外光所激发的能级位置,甚至可达到更高的激发能位,并不破坏生物样品,分辨率、灵敏度、选择性和探测目标的准确性更高.用一束二倍频Nd:YAG激光(重复频率10次·s-1)同步泵浦三台脉冲可调谐染料激光器、含微通道板组件的飞行时间质谱仪、纳秒示波器和Boxcar等测量了UI的多色三光子共振光电离谱和高时间分辨激光光谱;文章多项创新点在于:首次用激光诱导量子布居的图型法,给出了在三色三光子共振光电离实验中单色和双色三光子共振光电离谱峰产生的原因;解决了如何避免产生单色和双色峰的问题,也就是解决了如何避免产生"假峰"的问题,使多色三光子共振光电离纯度显著提高;在此基础上,不仪将相距很近、能级位置仪差0.642 cm-1、很难分开的铀同位素A和B两个谱峰很好地分开了,而且分别测得了这两个能级的激发态寿命值等.此技术不仪限于铀光谱研究,更重要的是提供了它的通用性新信息.这项基础研究新方法和新技术可扩展到生物和医药样品激光检测和分析研究领域.