中能Ne~(4+)离子诱导的羰基硫分子三体碎裂动力学分析

利用反应显微成像谱仪开展了56 keV/u的Ne~(4+)离子与羰基硫(OCS)气体的交叉碰撞实验,研究了Ne~(4+)离子诱导的OCS~(3+)的碎裂动力学.通过符合探测三个末态离子,重构了OCS~(3+)离子三体碎裂对应的牛顿图和Dalitz图,并明确区分了直接解离和次序解离两种碎裂过程.重构了OCS~(3+)离子解离过程的动能释放(KER)分布,发现其峰值在25 eV处,同时在18 eV处有肩膀结构的存在,其中25 eV左右的峰来源于直接解离过程,18 eV处的肩膀结构来源于次序解离和非次序解离两种过程.通过分析不同能量和不同电荷态下重离子碰撞实验所得到的KER谱,发现微扰强度不是影响态布居的主要因素.OCS~(3+)次序解离中的第二步KER的峰值在6.2 eV处.结合以往的实验结果,我们得出结论:多电离态的分子发生次序碎裂的根源在于二价离子碎片存在亚稳态,而重构得到的第二步KER可以反映亚稳态离子的电子态信息.     

2-甲基-2-丙烯-1-醇的光电离解离研究

利用可调谐真空紫外同步辐射和分子束实验装置在8.0～15.5 eV的光子能量范围内,研究2-甲基-2-内烯-1-醇的光电离解离.测出母体离子和碎片离子:C_4H_8O~+、C_4H_7O~+、C_3H_5O~+、C_4H_7~+、C_4H_6~+、C_4H_5~+、C_2H_4O~+、C_2H_3O~+、C_3H_6~+、C_3H_5~+、C_3H_3~+、CH_3O~+和CHO~+的光电离效率曲线,并获得母体分子的电离能和碎片离子的实验出现势.在B3LYP/6-31+G(d,p)理论水平上,计算光电离过程中母体分子、过渡态和中间体的稳定结构.采用CCSD(T)/cc-pVTZ耦合簇方法计算零点能,得到母体电离能和碎片离子的出现势.通过实验和理论研究,提出2-甲基-2-丙烯-1-醇的光解离路径,分子内氢转移是其中大部分解离途径中的主要过程.     

2-甲基-2-丙烯-1-醇的光电离解离研究（英文）

利用可调谐真空紫外同步辐射和分子束实验装置在8.0～15.5 eV的光子能量范围内,研究2-甲基-2-内烯-1-醇的光电离解离.测出母体离子和碎片离子:C_4H_8O~+、C_4H_7O~+、C_3H_5O~+、C_4H_7~+、C_4H_6~+、C_4H_5~+、C_2H_4O~+、C_2H_3O~+、C_3H_6~+、C_3H_5~+、C_3H_3~+、CH_3O~+和CHO~+的光电离效率曲线,并获得母体分子的电离能和碎片离子的实验出现势.在B3LYP/6-31+G(d,p)理论水平上,计算光电离过程中母体分子、过渡态和中间体的稳定结构.采用CCSD(T)/cc-pVTZ耦合簇方法计算零点能,得到母体电离能和碎片离子的出现势.通过实验和理论研究,提出2-甲基-2-丙烯-1-醇的光解离路径,分子内氢转移是其中大部分解离途径中的主要过程.     

532nm激光作用下甲基异丙基酮的电离解离研究

在532 nm激光波长下,利用时间飞行质谱(TOF-MS)对甲基异丙基酮的多光子电离解离机制进行了研究.实验结果显示,母体分子首先发生α断裂并且吸收(2+2)个光子到达离子态.主要的质谱峰C_2H_3~+,CH_3COC_3H_7~+,CH_3~+等在质谱图中清晰可见.结合Guassian03,运用HF/3-21G、CIS/3-21G对基态和激发态的构型进行了优化和频率计算,发现激发态的碳氧键变为介于碳氧单键和双键之间特殊键,并用QST2方法找到了其中的过渡态,对三个状态的几何结构参数进行了分析得出了其解离过程是α键断裂和基团构象转化协同进行的结论.     

1,2-环氧辛烷的同步辐射光电离解离研究

利用同步辐射产生的真空紫外光和反射式飞行时间质谱仪,在超声冷却条件下测量了1,2-环氧辛烷在光子能量9.8~16.6 eV能区的光电离解离过程,获得了不同能量光子作用下的电离解离产物。通过测量各离子的光电离效率曲线,得到了主要碎片离子的出现势。结合G3理论计算得到了母体离子、中性碎片及离子碎片的结构与能量,通过对比实验测量值与理论值给出了1,2-环氧辛烷的光电离解离通道.     

CH_3I分子多光子电离和碎裂的机理

本文报道了CH_3I分子在308nm激光作用下多光子电离质谱,测量了I~ 和CH_3I~ 离子产率对样品气体压强和激光脉冲能量的依赖关系,指出在308nm处,CH_3I分子同时存在两种碎裂通道的碎裂机理.     

紫外波段CH2I2分子的光解离动力学研究

利用离子速度成像方法,研究CH2I2分子在277—305nm范围内若干波长处的光解离动力学.通过同一束激光经(2+1)共振多光子电离(REMPI)过程探测光解碎片I(2P32)和I(2P12),得到了不同激发波长处的离子速度分布图像,从而获得CH2I2光解产物的能量分配和角分布.实验发现,碎片CH2I自由基有很高的内能激发,约占总可资用能的80%,该能量分配可以较好地用冲击模型来解释.实验还发现,产物I(2P32)和I(2P12)具有很不相同的平动能分布,结合所得到的碎片能量分配和角分布,我们对碎片I(2P32)和I(2P12)生成机理进行了分析,指出CH2I2分子电子激发态的绝热和非绝热解离决定了碎片的平动能分布. 关键词： CH2I2 离子速度成像 绝热和非绝热解离     

环戊酮C_5H_8O的同步辐射真空紫外光电离解离研究

利用同步辐射光源,研究了环戊酮(C5H8O)在真空紫外105～140 nm波段的光电离和光解离过程.通过质谱测量各离子的光电离效率曲线,得到了该分子的垂直电离能及主要碎片离子的出现势.从理论上利用G3方法,计算了母体和中性及离子碎片的结构和能量,估算了各解离通道所需的解离能.结合实验测量值和理论计算值,指认出环戊酮分子可能的光电离解离通.     

中性循环中铱催化甲醇羰基化合成乙酸的理论研究

采用密度泛函理论研究了中性循环中Ir(CO)_3I催化甲醇羰基化制乙酸的反应机理,计算得到了反应路径上各驻点的几何构型与频率,通过能量和振动分析证实了过渡态的真实性.结果表明,Ir(CO)_2I与CH_3I作用后,亲核加成过程出现反应路径中最大能垒(40. 3 kJ/mol),使用能量跨度模型分析了反应过程的动力学信息,确定了反应的能量跨度和决速中间体和决速过渡态分别为IM1和TS12,亲核加成过程为反应的决速步骤,得到了298 K催化剂的转化频率3. 2×10~(-6)s~(-1).     

HFC-152a的同步辐射真空紫外光电离和光解离研究

利用同步辐射真空紫外光，研究了HFC-152a(CH₃CHF₂)的光电离和光解离过程，通过测量各离子的光电离效率曲线，得到了该分子的电离能(11.94±0.04eV)和所有碎片离子的出现势，运用GAUSSIAN-03程序计算了母体和碎片及相应离子的结构、电子态和能量. 结合理论计算的结果，分析了母体离子可能的光电离解离通道及相关通道的解离能. 关键词： 同步辐射 光电离 出现势 HFC-152a     

利用速度成像技术研究碘乙烷多光子电离解离动力学

卤代烷烃会破坏臭氧层,而碘乙烷（C₂H₅I）是卤代烷烃中重要代表物质之一.采用离子速度成像技术、飞秒激光技术和飞行时间质谱技术,探究了C₂H₅I的多光子电离解离动力学.通过分析C₂H₅I在强场作用下多光子电离解离得到的解离通道、碎片的动能、角度分布和各向异性参数等信息来研究碘乙烷离子（C₂H₅I⁺）C–I键裂解机理.根据飞行时间质谱实验,C₂H₅I在飞秒激光脉冲作用下发生多光子电离解离得到的碎片有C₂H₅⁺,I⁺,CH₂I⁺,C₂H₂⁺,C₂H₃⁺,C₂H₄⁺等.与C–I键相关的碎片为C₂H₅⁺和I⁺,解离机制分别对应于C₂H₅I⁺→C₂H₅⁺+I和C₂H₅I⁺→C₂H₅+I⁺.同时,采用离子速度成像技术研究C₂H₅I⁺的C–I键裂解产生的C₂H₅⁺和I⁺的速度影像,得出两者的速度分布和动能分布,分析结果表明C–I键裂解产生C₂H₅⁺和I⁺的过程都存在高能通道和低能通道.进一步分析解离碎片离子的角度分布发现C₂H₅⁺解离时各向异性参数接近于0,可能对应于慢速的振动预解离过程.I⁺在解离时各向异性参数较高,可能源于排斥势能面上的快速解离过程.最后采用密度泛函理论计算了C₂H₅I分子电离前后构型变化、离子态的能级强度及谐振强度,对C₂H₅I⁺的解离机制做了更进一步的分析和讨论.     

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.     

Energy Spectrum and Its Pressure-Induced Shift and J-T Effect of ZnTe:Mn2+

By using strong-field scheme, the complete d⁵ energy matrix with symmetry has been constructed. Then, by diagonalization of this matrix at normal and various pressures,the whole energy spectrum [including the ground-state zero-field splitting (GSZFS)] and its pressure-induced shift (PS) of Znlb:Mn²⁺ have uniformly been calculated. The results are in very good agreement with experimental data. According to the eigenfimctions and PS, the assignments of four absorption bands have been given. By taking into account the dect of different deformations of t₂ and e radial wavefunctions on t₂³(⁴A₂)e²(³A₂)⁴ A₁ and t₂³(²E)e²(³A₂)⁴E, the position of the third absorption band at normal pressure has been estimated.The tetragonal field is important for GSZFS of ZnTe:Mn²⁺ and its PS, which supports the existence of tetragonal Jahn-Teller distortion in ZnTe:Mn²⁺ The physical essentials of typical levels, GSZFS and their PS have been revealed.     

Computer simulation of a carbon-deposition plasma in CH4

A transport and reaction model of a low-pressure, high-frequency (13.56 MHz) CH₄ plasma used for diamondlike carbon (a-C:H) deposition was developed. The model includes reactions among four molecular species (CH₄, C₂ H₆, C₂H₄, and H₂), five radicals and atom (CH₃, CH₂, CH, C₂H₅, and H), and four ions (CH₄⁺ , CH₃⁺, CH₅⁺, and C ₂H₅⁺). It also accounts for the influence of the sticking coefficient of species at the walls. Calculated values of the dissociation degree for several flow rates are in good agreement with experimental measurements made by quadrupole mass spectroscopy. A simple surface-model based on the hydrogen coverage of surface and ion flux and energy at the substrate surface was established. This model permitted the calculation of the deposition rate on the powered electrode as a function of the power applied to this electrode. Good agreement between experimental and calculated growth rates was obtained when CH₃, C₂H₅, and CH₂ were assumed to participate in film formation, and when hydrogen removal by ion bombardment with variable energy as a function of the power was included in the model     

SrZn2(PO4)2:Sn2+,Mn2+荧光粉的发光性质及其能量传递机理

采用高温固相法制备了SrZn₂(PO₄)₂:Sn²⁺(SZ₂P:Sn²⁺), SrZn₂(PO₄)₂:Mn²⁺(SZ₂P:Mn²⁺), SrZn₂ (PO₄)₂:Sn²⁺, Mn²⁺(SZ₂P:Sn²⁺, Mn²⁺) 荧光粉. 通过X射线衍射、激发和发射光谱详细研究了荧光粉的物相和发光性质. 在SrZn₂(PO₄)₂ 基质中, Sn²⁺离子发射光谱是峰值位于461 nm宽带谱, 归属于Sn²⁺离子的³P₁→¹S₀能级跃迁, SZ₂P:Mn²⁺激发光谱由基质吸收带(200–300 nm)和位于352, 373, 419, 431和466 nm的一系列激发峰组成, 分别对应Mn²⁺离子的⁶A₁(⁶S)→⁴E(⁴D), ⁶A₁(⁶S)→⁴T₂(⁴D), ⁶A₁(⁶S)→[⁴A₁(⁴G), ⁴E(⁴G)], ⁶A₁(⁶S)→⁴T₂(⁴G)和⁶A₁(⁶S)→⁴T₁(⁴G)能级跃迁, 因此, SZ₂P:Sn²⁺ 的发射光谱与SZ₂P:Mn²⁺的激发光谱有较大范围的重叠. 结果表明Sn²⁺对Mn²⁺发光有明显的敏化作用. 基于Dexter电多极相互作用能量传递公式和Reisfeld近似原理分析, 荧光粉SZ₂P:Sn²⁺, Mn²⁺中Sn²⁺-Mn²⁺离子之间的能量传递机理属于电四极-电四极相互作用引起的共振能量传递, 并计算出Sn²⁺-Mn²⁺离子之间能量传递临界距离R_c ≈ 1.78 nm. 通过改变Sn²⁺, Mn²⁺离子掺杂浓度, 实现了荧光粉发光颜色的调节, 在254 nm短波紫外激发下荧光粉发出较强的蓝白光. 研究结果表明SZ₂P:Sn²⁺, Mn²⁺荧光粉有望应用于紧凑型节能灯照明领域, 随着半导体紫外芯片技术的发展, 有潜力应用于未来的白光发光二极管照明领域.     

Na_2~+离子较低电子态势能曲线和光谱常数的理论研究

通过多组态相互作用方法,结合原子有效芯势与极化势,利用非收缩的高斯基函数,计算了Na_2~+分子对应最低9个解离限的36个电子态的势能曲线.基于计算获得的束缚态势能曲线,拟合给出了相应的光谱常数,并与已有的实验和理论结果进行了比较.同时,给出了部分电子态的振动-转动能级和一些同类态避免交叉点的信息.计算获得的光谱信息对冷原子分子光谱与动力学的研究具有参考价值.     

Energy Spectrum and Its Pressure-Induced Shift and g Factor of ZnS:Mn2+

By using strong-field scheme, the complete d⁵ energy matrix with D_2d symmetry has been constructed. Then, by diagonalization of this matrix at normal and various pressures,the whole energy spectrum [including the ground-state zero-field-splitting (GSZFS)], its PS and the g factor of the ground state for zns:Mn²⁺ have uniformly been calculated. According to the eigenfunctions and PS, the new assignments of five absorption bands have been given.The variation of tetragonal field with pressure makes a main contribution to the pressureinduced shift (PS) of GSZFS of zns:Mn²⁺, which supports the existence of tetragonal Jahn-Teller distortion in zns:Mn²⁺. It is found that when P≥62 kbar, t₂⁴(³T₁)e⁴T₁ merges with t₂e^{4 2}T₂, which has to be taken into account in the calculation of PS of the fifth band in the range of 1 bar ~ 95 kbar. It is demonstrated that the Mn²⁺ ions in ZnS:Mn²⁺ have tetrahedral coordination, and the difference between ζ and ζ' caused by the covalency effect is very important for GSZFS. The physical essentials of typical levels, GSZFS and their PS have been revealed. By taking into account the influence of covalency on t₂³(⁴A₂)e²(³A₂)⁴A₁ and t₂³(²E)e²(³A₂)⁴E, the positon of the third absorption band at normal pressure has been estimated.     

Energy Spectrum,g Factors,Strain-Induced Level-Splittingsand R-Line Thermal Shift of MgO:V2+

Traditional ligand-field theory has to be improved by taking into account both pure electronic contribution and electron-phonon interaction one (including lattice-vibrational relaxation energy). By means of improved ligand-field theory, the R line, t₂^{3 2}T₁ and t₂^{3 2}T₂ lines, t₂² (³T₁)e⁴T₂, t₂² (³T₁)e⁴T₁ and t₂ e²(⁴A₂)⁴T₁ bands, g factors of t₂^{3 4}A₂ and t₂^{3 2}E, four strain-induced level-splittings and R-line thermal shift of MgO:V₂₊ have been calculated. The results are in very good agreement with the experimental data. It is found that for MgO:V₂₊, the contributions due to electron-phonon interaction (EPI) come from the first-order term; the contributions from the second-order and higher terms are insignificant. In thermal shift of R line of MgO:V₂₊, the temperature-dependent contribution due to EPI is dominant. The results obtained in this work may be used in theoretical calculations of other effects of EPI.     

Fluorescence spectra and homogeneous line widths of Cr in glass nucleating ferroelectric Li2Ge7O15

We report optical studies of the new material – Cr³⁺-doped lithium–germanate glass, containing Li₂Ge₇O₁₅ (LGO) nanocrystalline particles. While only broadband ⁴T₂–⁴A₂ fluorescence from the low-field octahedral Cr³⁺ sites was observed from Cr³⁺ ions in the glass, in LGO nanocrystals high-field Cr³⁺ centers emit ²E–⁴A₂ (R–lines) fluorescence. The process of crystallization in the course of isothermal annealing of glasses was monitored spectroscopically and the nucleation of LGO crystallites was observed starting from the smallest clusters. Using the ²E–⁴A₂ fluorescence spectra it is possible to detect the ferroelectric phase transition in LGO:Cr³⁺ nanocrystals, whose critical temperature was found to be similar to that of the bulk crystals. Long-lived spectral holes were burned in the inhomogeneously broadened R-lines of Cr³⁺ in LGO nanocrystals at low temperatures. The linear temperature dependence of hole widths shows that the homogeneous broadening of ⁴A₂–²E transitions of Cr³⁺ in nanocrystals is due to interaction of Cr³⁺ electronic levels with the two-level systems (TLS) of the surrounding glass. The range of the Cr³⁺-TLS elastic dipole–dipole interaction is estimated.     

氟利昂F113分子在飞秒激光作用下的多光子电离解离动力学

大气臭氧层因吸收太阳紫外光, 是人类必不可少的保护伞. 氟利昂在太阳光辐射下解离生成破坏臭氧的游离态氯原子, 是破坏大气臭氧层的主要元凶之一. 本文利用飞行时间质谱技术和离子速度成像技术研究了氟利昂F113(三氟三氯乙烷)分子在800 nm 飞秒光作用下的多光子电离解离动力学. 利用飞行时间质谱探测技术, 得到了三氟三氯乙烷在该波长飞秒激光作用下发生多光子电离解离产生的碎片质谱. 通过荷质比对碎片质谱进行了详细的标定和分析. 在质谱上未发现母体离子, 所有观察到的离子都是由于激光脉冲作用下产生的碎片. 三个最主要的碎片离子是CFCl₂⁺, CF₂Cl⁺, C₂F₃Cl₂⁺. 通过飞行时间质谱标定, 发现并归属了多个解离通道. 三个主要的解离机理分别为: 1) C-Cl键断裂直接生产氯自由基的通道C₂F₃Cl₃⁺→C₂F₃Cl₂⁺+Cl; 2) C--C键断裂C₂F₃Cl₃⁺→CFCl₂⁺+CF₂Cl; 3) C--C键断裂C₂F₃Cl₃⁺→CF₂Cl⁺+CFCl₂. 利用离子速度成像技术对这三个主要通道产生的碎片离子进行成像, 得到了C₂F₃Cl₂⁺, CFCl₂⁺和CF₂Cl⁺离子的速度影像. 由C--Cl键断裂产生的碎片离子C₂F₃Cl₂^{+}的速度分布由两个高斯分布曲线拟合, 而由C--C键断裂产生的碎片离子CFCl₂⁺和CF₂Cl⁺可以用一个高斯曲线拟合. 通过影像分析得到了解离碎片的平动能分布和角向分布各向异性参数等详尽的动力学信息. 结合高精度密度泛函理论计算对解离动力学进行了进一步的分析和讨论.深入认识氟利昂的解离动力学可为进一步控制破坏臭氧层提供理论参考和实验依据.