H2D库仑爆炸中的同位素效应与尾流效应

对H2D+通过碳膜后的产物H+和D+的获取与测量,研究了H2D+的同位素效应以及离子穿过固体的尾流效应.H2D+的化学结构得到测定.H2D+的非对称结构得到确认.测量结果与通过其它方式对H2D+的研究结果相一致.     

H+HD→H_2+D反应的高分辨交叉分子束实验研究（英文）

本文利用交叉分子束方法和离子速度成像技术,对H+HD→H_2+D反应在1.17 eV碰撞能下的态-态反应动力学开展了高分辨实验研究.实验采用1+1'(真空紫外+紫外)近阈值激光电离方式对反应中的D原子产物进行探测,获得了高角度分辨和高能量分辨的产物离子速度影像,进而精确获得了反应的态-态微分截面.实验观测到了H2(v'=0,j'=1)和H_2(v'=0,j'=3)振转产物角分布中与散射过程的干涉效应相联系的前向散射振荡.这一研究进一步表明了化学反应微分截面的精确测量在气相态-态反应动力学研究中的重要性.     

利用快分子离子与固体的相互作用对H2+,HD+和D+2结构的研究

利用快分子离子与固体的相互作用,依靠一套高分辨装置,测量了H2+,HD+和D2+的结构,得到其核间距分别为1.19±0.003 nm、1.25±0.003 nm和1.32±0.003 nm.通过对比,证实了分子离子结构中同位素效应的存在,分析了实验值和理论值存在差别的原因,讨论了实验结果中同位素效应产生的缘由.     

高频离子源形成的HD~+离子束中H_3~+比例实测研究

HD+在是研究分子离子同位素效应等方面最简单和理想的离子,并且在天体物理等领域有重要应用.但在实验测量其核间距和结合能研究中不可避免会混入H3+从而对实验结果产生影响.本文在实际测量获取产物各种物理量的基础上,采取对比与分析的反推方法,将离子源中两种离子的比例实际测量出来,从而能较为准确地研究HD+的结构和性质.将实验测量的结果与理论推算进行比较,得到了相对较好的结果.     

高频离子源形成的HD+离子束中H3+比例实测研究

HD+在是研究分子离子同位素效应等方面最简单和理想的离子,并且在天体物理等领域有重要应用。但在实验测量其核间距和结合能研究中不可避免会混入H3+从而对实验结果产生影响. 本文在实际测量获取产物各种物理量的基础上,采取对比与分析的反推方法, 将离子源中两种离子的比例实际测量出来, 从而能较为准确地研究HD+的结构和性质. 将实验测量的结果与理论推算进行比较, 得到了相对较好的结果。     

采用量子含时波包方法研究H/D+Li_2→LiH/LiD+Li反应

采用量子波包方法和二阶分裂算符方法对H/D+Li_2→LiH/LiD+Li反应在0.01到0.4 eV的碰撞能范围内进行了动力学计算.在态分辨的理论水平上计算了反应概率、积分截面、微分截面等动力学性质并与之前的理论结果进行了比较.结果表明:由于本文的计算中包含了总角动量J在体固定坐标轴上的所有投影所得,结果更加精确;此外,当H原子被重的同位素原子D取代,反应概率、积分截面增大,然而这并没有对反应机理产生大的影响.前后对称的微分截面表明插入反应机理在反应过程中占据主导地位.     

高离化态Sq+与H2碰撞中Hr2+的库仑爆炸及解离过程研究

采用位置灵敏探测器和散射离子-反冲离子飞行时间技术测量了900?keV的Sq++H2碰撞产生的H+碎片的能量分布,实验表明部分Hr+2发生解离.基于蒙特卡罗方法,建立了程序模拟离子与分子碰撞中的反冲离子飞行时间谱.模拟结果与实验(S2++H2,S2++He)测量到的TOF谱进行了分析比较,并进行了定性讨论.     

HD2+,H3+和D3+与固体相互作用和三体尾流效应

从分子离子H3 及其氘化同位素分子离子D3 和HD2 与超薄固体膜相互作用发生库仑爆炸为基础,分析讨论了H3 ,D3 和HD2 三种分子离子的形成机理,根据产物能谱分布,利用库仑爆炸技术确定了同位素分子离子HD2 的结构形式,给出具体核间距数值.并确定在实验中不存在线状结构的HD2 .提出一种三原子分子离子和固体相互作用中尾流效应的处理方式,通过和实验结果做比较发现这是一种非常理想的处理三体尾流效应的模式,并用之进一步确认了HD2 的结构形状.文章对H3 ,D3 和HD2 三种分子离子的实验结果做了对比和讨论.     

D+CD4→CD3+D2反应的四维量子散射计算

运用约化维数量子动力学理论 ,利用含时波包法 ,对反应D +CD4 →CD3+D2 进行了四维量子散射计算 .将反应多原子CD4 看作双原子D—CD3,反应D +CD4 →CD3+D2 看作单原子 双原子反应 ,把体系的反应简化为四维散射问题 .波函数的传播采用分裂算符法 ,为避免格点边界处含时波函数的边界反射 ,采用了光学吸收势法 ,在格点边界处引入光学势 ,消除边界反射 .根据CD4 分子的C3v对称性 ,选取了Jordan和Gilbert提出的半经验势能面 .计算结果表明 ,反应概率随平动能的变化图像 ,呈现出显著的量子共振特性 ,这是很多提取反应的共同特征 .而不同振动态下的反应概率随平动能的变化表明 ,随振动量子数的增大 ,反应概率有明显提高 ,且反应阈能明显降低 ,这说明反应分子的振动能对分子的碰撞反应有重要贡献 .而对基态和第一振动激发态时散射截面的计算 ,也证明了这一结论 .同时 ,还分别通过计算量子数j,k ,m对反应概率的影响 ,对该反应的空间取向效应进行了研究 ,并与H +CH4→CH3+H2 反应进行了比较 .     

将SVRT模型应用到单原子多原子反应F+CH2D2→CH2D/CHD2+DF/HF中

由于含时波包方法具有经典的直观又不乏量子力学的准确 ,选择含时波包方法来处理F +CH2 D2 →CH2 D/CHD2 +DF/HF反应 .把半刚性振转子 (SVRT)模型应用到该反应体系中 ,研究了两个通道中该反应从基态反应物开始在修正过的J1(MJ1)势能面上计算出来了反应几率、积分截面、速率常数 .反应几率随能量变化的图的数值结果给出了振荡结构 ,这些振荡结构是可以和动力学振荡联系起来的 .而这些振荡结构在积分截面随着能量变化的图中就被反应几率求和后的平均结果所掩盖了 .速率常数和实验结果的比较也得到了较好的结果 .     

Correlation quantum dynamics between an electron and D+2 molecule with attosecond resolution

Recently, Niikura et al. [Nature (London) 421, 826 (2003)] have applied the entanglement approach to exploit the correlation between the electronic and nuclear wave packets. Here, we use the time-dependent-wave-packet method to calculate the kinetic energy distribution of the D+ ion resulting from the recollision between an electron and its parent ion D+2(X2Sigma+g) within the attoseconds time scale. Our theoretical results of the D+ ion kinetic energy spectra accord well with the experimental ones, and the recollision probabilities between the electron and the D+2 molecule have been calculated.     

D+CD4→CD3+D2反应的量子含时动力学研究

运用半刚体振动转子靶(semirigid vibrating rotor target)模型,利用含时波包法(TDWP method),对反应D+CD4→CD3+D2进行了量子含时动力学研究与计算.反应几率随平动能的变化图象,呈现出显著的量子共振特性.并通过对v=0时,j=0,1,2的反应几率以及j=0时,v=0,1的反应几率的计算,对该反应的空间效应进行了研究与分析.     

State-to-state dynamics of high-n Rydberg H-atom scattering with D2

Full quantum-state resolved scattering of a highly excited Rydberg H atom with D2 has been carried out using the Rydberg H-atom time-of-flight method. A detailed analysis of the experimental results shows that both inelastic and reactive scatterings are significant in the Hn-D2 collisions, and nuclear spin is conserved in the inelastic scattering process. The differential cross sections for the Hn-D2 reaction measured in this work are then compared with the results for the H+ reaction with D2 in an ion beam scattering experiment. The remarkable agreement between the two experiments suggests that the Fermi independent-collider model is valid even at the full quantum state-to-state scattering level, providing a promising tool for investigating the state-to-state dynamics of certain elementary ion-molecule reactions.     

Observation of predicted resonance structure in the H+D2 --> HD(v(') = 0, j(') = 7) + D reaction at a collision energy of 0.94 eV

We present experimental verification of predicted resonance structure in the energy dependence of the H+D2 reaction. Specifically we predict and observe a broad resonance in the H+D2-->HD(v(') = 0,j(') = 7)+D reaction at a collision energy of 0. 94 eV. This resonance structure is roughly Gaussian with a full width at half maximum of 0.1 eV. These results represent the first experimentally observed resonance structure in the fundamental H+H2 reaction system.     

First observation of four-body breakup in electron recombination: C2D+5

We report the first observation of four-body breakup in electron dissociative recombination of a molecular ion: C2D+5. In an ion storage ring experiment, the branching ratio for the process C2D+5 + e(-)-->C2D2 + D + D + D was determined to be 13%. This means that three covalent chemical bonds are broken as a result of the action of a single electron. This is the first time a four-body breakup of chemical bonds has been observed in a low-energy binary reaction.     

A study of the ground states of CaC2H2+,CaC2D2+ and CaC2H4+

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＭｅｔａｌ ｉｏｎｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃｉｎｔｅｒａｔｉｏｎｓａｒｅｎｕｍｅｒｏｕｓｉｎｃｈｅｍｉｃａｌｓｙｓｔｅｍｓａｎｄｈａｖｅｂｅｅｎｓｔｕｄｉｅｄｅｘｔｅｎｓｉｖｅｌｙ[1～ 15] .Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｌｌｙ ,ｍｅｔａｌ ｃ     

环丙烷衍生物在D2O离子体系中的H/D交换反应

在Ｄ２Ｏ化学反应气条件下环丙烷衍生物的Ｈ／Ｄ交换反应特性,发现了三种新的产物离子（Ｍ＋１）＾＋、（Ｍ＋２）＾＋和（Ｍ＋３）＾＋。应用碰撞诱导碎裂（ＣＩＤ）技术研究了这些离子的碎裂反应特性。实验结果表明三种新的产物离子是由反应物与试剂离子间发生Ｈ／Ｄ交换反应生成的。并获得了环丙烷衍生物结构中活泼氢位置及其数量的信息。     

势垒高度对Cl+H2(D2)反应的影响

使用三维含时波包方法在两个势能面上研究了Cl+H2(D2)反应．所使用的两个势能面都是从CW(Capecchi和Wener)势能面得到的，第一个是CW势能面的基态面加自旋轨道耦合修正，第二个是CW势能面的基态面没有自旋轨道耦合修正．在这两个势能面上得到了碰撞能从0.1到1.4 eV的积分截面以及反应几率．对于Cl与D2反应，考虑自旋轨道耦合后由于势垒高度的增加反应截面向高能处有一个平移，但Cl与H2反应在低能处的反应活性反而增大了，原因是虽然自旋轨道耦合效应增加了势垒高度，同时减小了势垒宽度，隧道效应更加明显，而隧道效应在低能处起着比较重要的作用，所以反应活性比较大．当碰撞能大于0.7 eV时，没有考虑自旋轨道耦合时势垒高度较低，因而反应活性较大．