Ar·CO团簇光电离的实验和理论研究

利用同步辐射光电离质谱装置,测量了Ar·CO范德瓦尔斯 (van der Waals, vdW) 团簇的的光电离质谱和光电离效率曲线.将它们与CO分子的绝对光吸收光谱比较, 发现在13.9到14.6 eV能量范围内的Ar·CO⁺的光电离效率曲线主要反映了收敛到 CO⁺ (X²∑⁺, v'= 1,2和3) Rydberg系列和收敛到 CO⁺ (A²Π)的n= 3的振动序列(v'= 6–9)的特点; 在14.6–15.75 eV光子能量范围内的Ar·CO的光电离效率曲线主要反映了CO的光吸收特性. 然而,由于Ar和CO之间的相互作用,其中的5个重要的光谱结构发生了蓝移; 而在15.75–15.80 eV光子能量范围内的Ar-CO的光电离效率曲线,它的属性受到组分Ar和CO的共同影响. 与此同时,也从理论上计算了Ar·CO团簇的电离能、Ar·CO团簇和Ar·CO⁺ 团簇离子的离解能. 关键词： Ar·CO团簇 同步辐射 光电离     

Rg·NO(Rg=He、Ne、Ar和Kr)团簇的理论研究

利用从头计算方法研究Rg·NO团簇(Rg=He,Ne,Ar和Kr)．采用CCSD(T)计算方法和cc-PVDZ基组计算中性Rg·NO团簇的的结构和振动频率．计算结果显示，中性的Rg·NO团簇呈现歪斜的T型结构，Rg原子靠近NO分子中O原子的一侧，Rg-N-O键角随质量的增加而增加．利用G2方法和高精度能量模型计算中性Rg·NO团簇基态的离解能和电离能，以及Rg·NO+团簇的离解能．计算结果表明，随着Rg原子极化率的增加，Rg·NO的电离能呈线性降低，而Rg·NO+的解离能呈线性增加， 电荷/诱导的偶极子相互作用对Rg·NO+中的NO+和Rg之间的相互作用能有重要贡献．     

吡啶团簇的飞秒光电离和从头计算研究

用飞秒激光电离飞行时间质谱研究了吡啶分子团簇在 4 0 0nm波长下的多光子光电离 ,实验观测到一系列的质子化和非质子化团簇离子 .结果表明 ,质子转移也能发生在弱氢键结合的分子间 .通过分析离子峰宽和离子信号强度随气源压力的变化 ,得到质子化团簇离子来源于大团簇离子的碎裂 ,而非质子化团簇离子是中性团簇直接电离的结果 .从头计算结果表明 ,吡啶团簇是通过弱氢键C -H…N结合在一起的 ,并且团簇离子离解倾向于生成质子化产物     

氩团簇高信噪比13—23nm软x射线辐射谱实验观察

用150fs的掺钛蓝宝石激光系统, 在功率密度约为5×10¹⁵ W/cm²时 激励氩(Ar)团簇，利用具有空间分辨能力的平场光栅谱仪观察到13—23nm波段Ar的软x射线谱，并观察到Ar的11阶离子谱线.在较宽的激光脉宽和较低的激光功率密度情况下，通过激励Ar团簇，获得 了Ar的高阶电离度的实验结果，且谱线的信噪比明显好于光场感应电离的情况，说明团簇的 形成大幅度地提高了激光能量的吸收效率. 关键词： Ar团簇 超短强激光 软x射线辐射     

(AlB2)m (m=1~6) 团簇的几何结构和电子性质

采用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法得到了(AlB2)m团簇的平衡几何结构. 计算并分析了基态掺杂团簇的平均结合能、电离势、能隙和前线分子轨道. 结果表明：掺杂团簇(AlB2)m (m=1~6)整体上具有较高化学活性,(AlB2)5团簇具有金属特征. Al原子总是向团簇外围扩散并且以配位数较少的方式与主团簇结合,团簇表现出以AlB2分子为基元生长的迹象. B-Al键长大于B-B键长. 电荷总是从Al原子转移到B原子. (AlB2)m团簇中B原子的2p轨道在成键中起主要作用,并使(AlB2)m团簇趋于形成离域π键.     

钠蒸气中的双光子共振三光子电离和双光子混合共振三光子电离

在钠原子－分子混合样品中，分别运用双光子共振三光子电离以及双光子混合共振三光子电离，测得了钠原子４Ｄ态的电离流时间衰减曲线。由电离流与多光子动力学参数的关系，得到了４Ｄ态的光电离截面。     

钠蒸气中的双光子共振三光子电离和双光子混合并振三光子电离

在钠原子－分子混合样品中，分别运用双光子共振三光子电离以及双光子混合共振三光子电离，测得了钠原子４Ｄ态的电离流时间衰减曲线。由电离流与多光子动力学参数的关系，得到了４Ｄ态的光电离截面。     

超短强激光脉冲激励甲烷团簇的内电离机理

采用三维粒子动力学模拟方法研究了甲烷团簇在超短强激光脉冲激励下的爆炸动力学行为,重点讨论了几种典型的内电离机理对团簇爆炸过程中离子的价态和动能的影响.研究表明,在激光脉冲强度比较小的情况下,团簇中的原子主要是在光场作用下通过隧道电离的方式发生电离.当激光场进一步增强时,势垒压低电离是电离的主要方式.在相同的较高激光强度下,团簇更容易通过势垒压低电离达到高的电离价态.团簇发生电离后,其内部库仑电场的点火电离效应和内部滞留自由电子的碰撞电离效应也将增强团簇的再次电离过程. 关键词： 超短强激光脉冲 甲烷团簇 内电离     

355nm激光作用下丁酮多光子电离质谱信号分析

为研究由氢键形成的超分子体系内的质子化构型,利用355nm共振增强多光子电离(REMPI)技术结合飞行时间质谱(TOF-MS)得到丁酮多光子电离系列团簇质谱.实验没有观测到丁酮母体的团簇信号,只测到丁酮解离、异构后的异丙醇团簇离子,为丁酮解离、异构提供了很有意义的实验数据.     

铁、铬、钒原子激发态的光电离截面

这篇文章分别在278～288nm、335～361nm、300～310nm激光波长范围内分别报道过渡金属中的铁原子、铬原子和钒原子的共振增强多光子电离(REMPI)的实验结果.实验中采用激光烧蚀和分子束相结合的技术制备金属原子.光离子产物由飞行时间质谱仪检测.根据共振电离离子信号对探测激光功率的依赖关系,得到原子激发态的光电离截面值.     

铁、铬、钒原子激发态的光电离截面

这篇文章分别在278~288 nm、335~361 nm、300~310 nm激光波长范围内分别报道过渡金属中的铁原子、铬原子和钒原子的共振增强多光子电离(REMPI)的实验结果. 实验中采用激光烧蚀和分子束相结合的技术制备金属原子.光离子产物由飞行时间质谱仪检测.根据共振电离离子信号对探测激光功率的依赖关系,得到原子激发态的光电离截面值.     

氨与甲醇混合团簇的多光子电离质谱及从头算研究

用多光子电离技术结合飞行时间质谱仪对氨与甲醇混合团簇进行了研究.在脉冲激光波长分别为266nm,355nm和532nm条件下,仅在355nm作用下观测到团簇离子.主要的电离产物为质子化的(CH3OH)n(NH3)mH (n=0~6,m=0~4)混合团簇离子,且各个序列的离子强度随m的增大而减小.经分析,氨与甲醇混合团簇电离后团簇离子发生内部质子化转移反应是形成质子化团簇离子的主要原因.不同尺寸团簇离子信号强度随电离激光光强变化的光强指数曲线显示,团簇均发生四光子电离过程.应用量化计算,构造了质量数较小的几个团簇离子的可能的空间几何构型,发现二元团簇离子(CH3OH)n(NH3)mH 是以NH4 作为内核离子,再通过氢键与其它分子组合而构成团簇离子.     

用共振激发延迟电离方法测定原子激发态的光电离截面

用两束脉冲激光,一束使原子共振激发,另一束使激发态原子电离,当电离光脉冲能量约达1J/cm~2时,可使电离饱和.测量被电离原子数的相对大小与电离光脉冲能量之间的函数关系,可以方便地得出原子激发态的光电离截面.延迟电离光至激发光脉冲结束后到达作用区,可以修正激发光对电离的贡献,并避免电离光引起的Stark位移对共振激发的影响.应用共振激发延迟电离方法测定了Cs原子7~2P_(3/2)态的光(λ=5320(?))电离截面,测量值σ_I=6.5×10~(-18)cm~2与Manson的计算值非常接近.     

钇小团簇的结构和电离势的计算

采用密度泛函DFT中的B3LYP方法，选择LANL2DZ双ζ基组，优化并得到了Y_n=(n=2—8)小团簇的基态平衡结构，同时计算出其电离势.结果表明，钇原子之间形成团簇最稳定的结构是倾向于平均配位数最大，其电离势没有“奇-偶”振荡或“幻数”效应，表明Y_n团簇光致电离开始主要发生在Y原子局域化的4d轨道上的电子而不是在5s上.对Tomasz提出的钇团簇电离势的解析式进行合理地修正，修正后电离势解析式的计算值与实验值更接近. 关键词： Y团簇 密度泛函 平衡几何结构 电离势     

碱金属钠原子修饰硅原子团簇的结构及储氢性能研究

提出碱金属钠原子修饰笼形Si_6团簇的结构模型,采用密度泛函理论(DFT)研究钠原子修饰笼形Si_6团簇的结构及储氢性能.研究结果表明,氢分子与笼形Si_6团簇表面相互作用很弱,氢分子在其表面容易脱附.采用钠原子修饰笼形Si_6团簇后可有效避免氢分子的脱附,并且钠原子在笼形Si_6团簇的表面不发生团聚,有利于氢分子在其表面吸附和循环利用.研究发现在两个钠原子修饰笼形Si_6团簇的结构中,每个钠原子可以有效吸附六个氢分子.计算得到Na2Si_6团簇结构储氢的质量分数高达10.08 wt%,且氢分子的平均吸附能约为0.837 kcal/mol.可见,实现钠原子修饰笼形Si_6团簇结构在常温常压条件下储氢是有可能的.     

1-萘酚团簇的紫外光电离质谱研究

用飞行时间质谱仪和超声速脉冲分子束技术研究了紫外激光对1-萘酚(1HN)团簇的电离质谱.观测到(1HN)_n~+系列的团簇离子,且离子强度随团簇尺寸的增大而减小.电离激光的强度(在5μJ/pulse～100μJ/pulse范围内)对团簇离子强度的相对分布影响较小,说明软电离为产生团簇离子的主要过程,团簇离子的强度分布反映出电离前中性团簇的分布特征.增大电离区的进样气压可以产生更大尺寸的团簇离子,同时在(1HN)_n~+后面观测到新系列的团簇离子.这些新生离子与(H_2O)_m有关,考虑到1-萘酚团簇可以通过OH形成H键,推测该新生团簇离子通过团簇内的反应而产生.     

原子,分子和团簇与同步辐射

介绍了同步辐射、特别是第三代同步辐射对原子、分子和团簇物物理研究的意义。第三代同步辐射光源能力它们提供哪些新的实验手段是上述邻内广大研究人员共同关心的问题，作者尝试表明自己的一些观点。     

激光作用下甲醇团簇多光子电离质谱研究

YAG脉冲激光的三倍频输出(355 nm)3光子共振电离由脉冲分子束超声膨胀产生的甲醇团簇,观测到质子化的团簇离子序列(CH3OH)nH (n=1~15),其中n=1~3的团簇离子强度明显大于其他尺寸的团簇离子,而n>3的强度随n的增大依次减小,且这种强度分布特征与电离激光相对于脉冲分子束的延时无关,同时对团簇离子的产生受实验条件的影响作了探讨。结合密度泛函密度泛函理论中的B3LYP杂化方法加6-31G 基组水平上的计算,推测了质子化甲醇离子的结构及稳定性,并讨论了甲醇团簇电离后的质子转移反应生成质子化团簇的机理。而对于另一个水合质子化团簇序列H (H2O)(CH3OH)n,由于溶剂化的影响只在较大尺寸时才出现。     

对硝基苯乙醚的真空紫外光电离与光离解研究

以同步辐射为光源,用光电离质谱和符合技术对对硝基苯乙醚分子进行了真空紫外光电离与光离解研究。测得了这一分子的电离势及C6H5NO+3、C6H5O+2、C6H5O+等六个主要碎片离子的出现势,根据实验所得的质谱图、能量关系,结合该分子的具体结构,初步分析了该分子同步辐射光离解电离的可能通道,并得到了分子离子的键离解能D0(O2NC6H4C2H+5)。     

甲醇/水混合团簇的多光子电离质谱研究

利用多光子电离技术结合飞行时间质谱仪对甲醇/水混合团簇进行了研究.在脉冲激光波长为355 nm条件下观测到团簇离子.主要的电离产物为质子化的(CH3OH)n(H2O)H+(n=l-13)混合团簇离子与(CH3OH)nH+团簇离子,经分析(CH3OH)1o(H2O) H+和(CH3OH)3H+为幻数结构.甲醇水混合团簇电离后团簇离子发生内部质子化转移反应是形成质子化团簇离子的主要原因.不同尺寸团簇离子信号强度随电离激光光强变化的光强指数曲线显示,团簇均发生四光子电离过程.