二氧化碳分子的电子贴附解离

本文综述了我们在二氧化碳分子电子贴附解离动力学实验研究方面的进展. 首先，介绍电子贴附解离基本概念并列举二氧化碳研究已有的结果. 其次，研制相关仪器，特别是近两年来发展的高分辨装置. 再次，利用上述装置，我们系统开展了二氧化碳电子贴附解离动力学实验研究，并与他人的研究进行了分析比较. 最后，对火星原地制氧和二氧化碳催化转化等方面的潜在应用进行讨论并展望.     

紫外光诱导光电子发射负离子源的阈值光电子成像仪设计 (cited: 2)

设计了一套紧凑的光电子成像装置,它包括解离式光电子贴附负离子源、垂直安装的高分辨阈值光电子速度成像装置和线性飞行时间质谱仪．紫外光辐射金属表面诱导低能光电子发射,再通过低能电子贴附超声分子束产生高强度和冷的负离子源．结合这种负离子源和飞行时间质谱-光电子成像仪装置,仪器的质量分辨能达到200左右,能量分辨优于3%(即对1 eV动能的电子,分辨达到30 meV)．此外,使用该实验装置获得了CH₃S^-和S₂^-在611.46 nm下的低能阈值光电子成像结果．同时得到了CH₃S和S₂的更精确的电子亲和势分别为1.8626±0.0020和1.6744±0.0035 eV．初步的结果证明了该装置对研究阈值光电子成像精确测量光电子亲和势非常有效     

低能电子散射诱导荧光研究装置的设计

完成了低能电子散射导致的分子及其解离碎片的荧光研究装置的设计。此装置可用于研究荧光寿命、激发函数、电子能量损失谱和分子解离过程。与其它国外研究装置相比,该装置具有综合性并增加了平行板能量分析器,因而拓宽了该类装置的研究范围。     

利用基于荧光屏探测器的质谱方法研究邻位二氯苯的电子贴附解离 (cited: 1)

在自制的负离子速度成像装置上发展了负离子质谱技术．测量获得了电子贴附解离邻位二氯苯产物Cl^-的0.2～8 eV效率谱,并且在两个峰位1.2和6.0 eV测量了其切片速度影像．     

Theoretical Study of Haloacetonitrile Anions: CH2XCN- (X=F, Cl)

使用HF-SCF、Becke3-LYP和MP2理论方法和Dunnning基组aug-cc-PVTZ对卤代乙腈负离子CH2XCN-(X=F,Cl)进行一系列计算. 计算说明电子垂直贴附到中性分子是吸热反应. 构型优化的负离子CH2FCN-主要是价层束缚类型,CH2FCN-→CH2CN+F-是非绝热解离过程. 在描述负离子的电子结构以及解离贴附动力学时, 理论计算与实验结果比较得出Becke3-LYP方法是合理的,然而在CH2ClCN-→CH2CN+Cl-的解离势能曲线的计算中,MP2和Becke3-LYP方法有显著的不同.     

六、核分析技术

北京慢正电子强束流依托于北京正负电子对撞机(BEPC)电子直线加速器(LINAC)，利用其完成注入后的剩余时间，产生高强度、高亮度、低能单色正电子束流，应用于材料科学尤其是材料表面特性的研究。该装置的建成弥补了我国现有的基于放射性同位素的慢正电子束流装置正电子强度较弱的不足，拓展了慢正电子技术在材料科学和微观核探针方法学中的应用领域，为进一步建立慢正电子湮没寿命测量、正电子诱导俄歇电子能谱测量以及低能正电子衍射和正电子显微镜等方法奠定了基础。     

高分辨率电子能量损失谱在材料科学中的应用

简要介绍了FEI Titan80-300STEM扫描透射电镜中装配的Wien-filter型能量单色器(monochromator).文章特别指出,装配有能量单色器的FEI Titan80-300STEM扫描透射电镜,可以直接给出高能量分辨率(~0.1eV)的电子能量损失谱.利用高分辨电子能量损失谱,在高能损失区,对于K或L能级自然宽度(natural width of energylevel)小于0.5eV的元素,可以获得更细致的的近限精细结构(energy-loss near-edge structure),更有利于解析其电子结构;在低能损失区,可以用于精确地确定半导体材料的带隙(bandgap)以及p型掺杂引起的带隙能的变化.     

BrCN分子的电子碰撞离子对解离

离子对解离是一类重要的分子过程,常发生于分子被激发到超激发态. 与光激发的离子对解离实验研究不同,电子碰撞的相关过程研究尚存在实验挑战,特别是在测定其阈值方面. 本文报道了相关的利用单色化电子碰撞分子的实验研究进展. 以BrCN→Br^-+CN⁺离子对解离为例,根据CN⁺离子出现能测定其解离阈值为13.78 eV,同时在16.09 eV获得了CN⁺离子的时间切片速度影像且显示出动量分布的各向异性.     

22Na放射源慢正电子束流插入装置的研制

北京慢正电子强束流是利用北京正负电子对撞机电子直线加速器电子打靶产生的高强度低能单色正电子束流. 为了提高强束流的机时利用效率和节省强束流用于新建实验站的调试机时, 设计了一套基于²²Na放射源的慢正电子束流装置插入到强束流输运线上. ²²Na放射源慢正电子束流插入装置主要包括²²Na放射源及慢化体、E×B能量选择器、多级静电加速管、磁场输运系统、真空系统、高压绝缘和辐射防护措施等.     

甲胺分子的紫外光解离动力学实验研究

在280—287.5 nm区域内,通过实验测定共振增强多光子电离-时间飞行质谱、碎片离子的分质量激发谱以及光强指数等对甲胺分子的光解离通道进行了研究.实验结果证实甲胺分子在单光子能量范围内存在一个电子排斥态,主要的光解离过程为甲胺分子共振吸收1个光子到达该电子排斥态后解离成中性碎片,然后是中性碎片经多光子共振电离形成碎片离子和碎片离子的进一步解离.     

高性能多功能介质二次电子发射特性研究平台

介绍了一套高性能多功能介质二次电子发射特性研究平台和介质材料二次电子产额脉冲测量方法。该平台配备有三层栅网结构的收集器和30 eV^30 keV宽能量范围的电子枪,可在10-8 Pa超高真空下测量介质材料的二次电子发射特性,并具备XPS能谱分析、加热和氩离子溅射清洗原位处理分析功能。给出了测得的金和氧化铝材料的二次电子电流脉冲,通过判断电流脉冲波形随时间以及照射次数的变化,获得了介质材料带电饱和时间及材料厚度对带电量的影响。     

Passive magnetic shielded spin polarized electron source with optical electron polarimeter

A new GaAs(100) spin polarized electron source with an optical polarimeter, which is employed in the field of polarized electron and gas atom collision, is presented in detail. The apparatus is passive-magnetic-shielded by a box and a cylinder made of nickel--iron--molybdenum soft magnetic alloy without Helmholtz coil arrangement. And a uniformly distributed residual magnetic field of less than 5×10^-7,T is obtained near the collision area. The spin polarized electron beam is transmitted and focused onto collision point from photocathode by a set of electron optics with more than 25% transmission 95cm distance through an 1mm diameter aperture. Construction and operation of the apparatus, such as vacuum and magnetic shielding system, photocathode, laser optics, electron optics and polarimeter are discussed. The polarization of the spin polarized electron beam is determined to be 30.8\pm3.5% measured with a He optical polarimeter.     

Design of an ultrafast electron diffractometer with multiple operation modes

Directly resolving structural changes in material on the atomic scales of time and space is desired in studies of many disciplines. Ultrafast electron diffraction(UED), which combines the temporal resolution of femtosecond-pulse laser and the spatial sensitivity of electron diffraction, is an advancing methodology serving such a goal. Here we present the design of a UED apparatus with multiple operation modes for observation of collective atomic motions in solid material of various morphologies. This multi-mode UED employs a pulsed electron beam with propagation trajectory of parallel and convergent incidences, and diffraction configurations of transmission and reflection, as well utilities of preparation and characterization of cleaned surface and adsorbates. We recorded the process of electron–phonon coupling in single crystal molybdenum ditelluride following excitation of femtosecond laser pulses, and diffraction patterns of polycrystalline graphite thin film under different settings of electron optics, to demonstrate the temporal characteristics and tunable probe spot of the built UED apparatus, respectively.     

光学极化度测量仪的研制及弱光Stokes参数的测量

极化电子束在物理学及其相关领域应用十分广泛,要深入研究这些应用必须对电子束的极化度进行精确测量,通常测量电子束极化度的仪器有两种：Mott极化度测量仪和光学极化度测量仪。因光学极化度测量仪与Mott极化度测量仪相比有许多优点而倍受关注。文章首先阐述了光学极化度测量仪的理论基础和实验原理,然后介绍了所研制光学极化度测量仪的设计方案和物理结构,最后给出了用该光学极化度测量仪测量弱光的Stokes参数的结果。     

自旋极化电子原子碰撞激发Stokes参量测量研究

本文简要回顾了自旋极化电子与原子碰撞激发过程Stokes参量测量的研究进展。介绍了Stokes参量测量的理论基础、实验装置及测量方法，通过对典型测量结果的描述，揭示了积分Stokes参量测量研究的物理意义。     

Hot electron-induced electrogenerated chemiluminescence of rare earth(III) chelates at oxide-covered aluminum electrodes

Aromatic Gd(III) and Y(III) chelates produce ligand-centered emissions during cathodic pulse polarization of oxide-covered aluminum electrodes, while the corresponding Tb(III) chelates produce metal-centered⁵D₄ →⁷F_j emissions. It was observed that a redox-inert paramagnetic heavy lanthanoid ion, Gd(III), seems to enhance strongly intersystem crossing in the excited ligand and direct the deexcitation toward a triplet-state emission, while a lighter diamagnetic Y(III) ion directs the photophysical processes toward a singlet-state emission of the ligand. The luminescence lifetime of Y(III) chelates was too short to be measured with our apparatus, but the luminescence lifetime of Gd(III) chelates was between 20 and 70 μs. The mechanisms of the ECL processes are discussed in detail. Preliminary results of electrogenerated triplet-state emission of one of the ligands used in this work have been published in a letter elsewhere [9].     

用金属电子逸出功测定仪做设计性扩展实验的实践

介绍利用金属电子逸出功测定仪研究轴向磁场对自由电子的磁控条件及测定电子比荷,研究真空二极管的伏安特性,研究金属中自由电子的费米－狄拉克能量分布状况等设计性扩展实验的内容和方法。     

The Dual Mode Microwave Afterglow Apparatus for Measuring the Electron Temperature Dependence of the Electron‐Ion Recombination

Three dual mode microwave apparatus (one using S ‐band and two using X ‐band) have been developed to determine ambipolar diffusion and electron‐ion recombination rates under conditions such that T_gas = 300K and T_e is varied from 300 K to 6300 K, in the afterglow period of the dc glow discharge. TheTM₀₁₀ cylindrical cavity (in S ‐band) and TM₀₁₁ open cylindrical cavity (X ‐band) are used to determine the electron density during the afterglow period and a non‐resonant waveguide mode is used to apply a constant microwave heating field to the electrons. To test the properties of the apparatus the neon afterglow plasma has been investigated. At T_e = 300 K a value of α (Ne⁺₂) = (1.7± 0.2) × 10^–7cm³/s is obtained which is in good agreement with values of other investigators. Also similar variations of α as T^–0.4_e (S ‐band) and as T^–0.42_e (X ‐band) obeyed over the range 300 ≤ Te ≤ 6300K are in good agreement with some other previous measurements. The simplicity of the X‐band microwave apparatus also allows the measurements of the gas temperature dependency and the study of electron attachment and may be used simultaneously with optical or mass spectrometry investigations. (© 2008 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

离子通道中环形束流分布与场解的自洽理论

考虑环形束流的空间电荷效应与相对论状态下的自磁效应对离子通道——环形束流系统的影响，研究了通道中环形束流的轨道与场解的自洽平衡态.利用动力学理论得到了电子平衡态分布函数以及环形束流的径向位置和通道内电磁场的自洽解.研究发现，相对论束流的自场对系统平衡态有很大影响，并证实了系统自洽平衡态的存在.数值计算给出了束流位置与通道半径间随能量的分布关系以及通道内场随半径分布的规律，为相关器件的设计提供了重要的理论数据. 关键词： 离子通道 环形束流 动力学理论 自洽平衡态