利用尾流效应确定HD2+的结构与核间距

在研究HD2+ 与固体膜的相互作用时, 发现在HD2+ 穿过固体时产生了较强的尾流效应, 并在确定HD2+作的结构时, 尾流效应起到了关键的作用. 这一技术的使用, 可以使得许多使用传统方法无法确定的分子离子结构寻求到一种方法和手段. 本文就如何使用尾流效应来确定HD2+ 结构作一报道. 这种方法的基本思想是,库仑爆炸能谱图普相对于分子离子的核间距时非常是非常敏感的.     

HD2+通过超薄碳膜的"尾流"效应

快分子离子穿过固体时会产生库仑爆炸(Coulomb Explosion),尾流效应是库仑爆炸中的一个显著特性.HD2 的爆炸能谱在实测中发现了一些引人注目的特性:1)H 的尾流效应特别显著;2)H 的能谱结构非常类似HeH 中H 的能谱;3)尾流效应在D 的能谱中体现得很弱.这些特性对分析了解HD2 的结构和物理化学性质有很大的帮助.本文依照“尾流”效应(Wake Effect)的等离子体模型,将爆炸中两个D 产物的尾流场近似认为一个He 的尾流场,模拟计算了1.4977 MeV HD2在100 nm碳膜中分解后0°方向的能谱形式.给出了相同条件下的实验结果,得到了非常接近的结果,并将两者作了比较和分析.文中同时给出了D 的实验能谱,对D 的尾流效应相对较弱作了分析,指出对不同产物分辨的差异、产物的非直线运动等是造成D 尾流效应弱的原因.     

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.     

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.     

异构微团簇库仑爆炸中较重离子尾流效应’消失’的研究

快微团簇穿过固体时和固体发生相互作用过程中,尾流效应是一个显著的特性。但由不同元素或原子构成的异构微团簇和固体作用分解后,其较重离子的能谱往往很难观察到尾流现象,这是一个倍感困惑的实验现象。本文系统研究了异构微团簇库仑爆炸中较重离子尾流效应表现不明显甚至’消失’的缘由。通过理论推算结合实验过程以及与实验条件等的综合研究,论证出分辨因素、计数差因数和作用力因素是造成这种反常现象的主要原因,给出了完整的分析。并以HD+、HD2+等离子为例,对库仑爆炸实验中异构微团簇在以上三个因素方面的产物采样、发散等过程做了较详细论述和说明。将对以后从事该领域的研究工作具有借鉴和参考意义。     

尾流效应对快速双原子分子离子在固体中电荷态及分子轴取向的影响

研究了快速双原子分子离子在固体中穿行时,尾流效应对各离子电荷态以及库仑爆炸过程的影响.借助于线性介电响应理论和局域介电函数,离子之间的动力学相互作用势可以表示成对称的屏蔽库仑势和非对称的尾势.通过对分子离子上所有束缚电子的总能量进行变分和求解单个离子的运动方程,自洽地确定出分子离子中每个离子的电荷态.数值结果表明,由于尾流效应的影响,在初始穿行阶段,分子离子中导航离子的电荷数随穿行深度的增加而单调递增,而尾随离子的电荷数则随穿行深度的增加而振荡.但当穿行深度很大时,两个离子的电荷数都趋于具有相同速度的孤立离子的电荷数.此外,还发现分子轴的取向朝入射速度方向偏转     

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.     

尾流效应对快速双原子分子离子在固体中电荷态及分子轴取向的影响

研究了快速双原子分子离子在固体中穿行时,尾流效应对各离子电荷态以及库仑爆炸过程的影响.借助于线性介电响应理论和局域介电函数,离子之间的动力学相互作用势可以表示成对称的屏蔽库仑势和非对称的尾势.通过对分子离子上所有束缚电子的总能量进行变分和求解单个离子的运动方程,自洽地确定出分子离子中每个离子的电荷态.数值结果表明,由于尾流效应的影响,在初始穿行阶段,分子离子中导航离子的电荷数随穿行深度的增加而单调递增,而尾随离子的电荷数则随穿行深度的增加而振荡.但当穿行深度很大时,两个离子的电荷数都趋于具有相同速度的孤立离子的电荷数.此外,还发现分子轴的取向朝入射速度方向偏转.     

H2D+与固体的相互作用及H2D+的结构测量

报道了分子离子H₂D⁺与超薄固体膜相互作用的实验研究.阐述了H₂D⁺对天体物理等领域的重要性,简述了近几年针对H₂D⁺的研究,分析了在实验室条件下H₂D⁺的形成机理,给出了其与固体膜相互作用产生库仑爆炸的能谱.进行了辅助实验,使D₂⁺与相同固体膜发生作用,并利用这个结果和其他分析与处理方法,将H₂D⁺的D⁺能谱中D₂⁺计数部分做了去除.实验再次证实了分子离子与固体相互作用时尾流效应的存在,采用三体尾流效应对比的方法最终确定了H₂D⁺结构形状和键长.对H₂D⁺库仑爆炸后的较重离子尾流谱形状的反常现象做了讨论和分析.     

HD+2，H+3和D+3与固体相互作用和三体尾流效应

从分子离子H⁺₃及其氘化同位素分子离子D⁺₃和HD⁺₂与超薄固体膜相互作用发生库仑爆炸为基础,分析讨论了H⁺₃,D⁺₃和HD⁺₂三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HD⁺₂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HD⁺₂.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HD⁺₂的结构形状.文章对H⁺₃,D⁺₃和HD⁺₂三种分子离子的实验结果做了对比和讨论. 关键词： +₂')" href="#">微团簇HD⁺₂ +₃和D⁺₃')" href="#">H⁺₃和D⁺₃ 库仑爆炸 三体尾流势 团簇结构     

Triatomic wake effect and the determination of the molecular structure of HD2+ from the Coulomb explosion

A new theoretical model of the triatomic molecular wake effect is proposed and applied to molecular ions D+ 3 and HD+ 2 while passing through a solid.The wake effects resulting from the reactions of the two similar ions with thin carbon foil are also investigated by using the Coulomb explosion technique.The experimental results are in good agreement with theoretical estimates and the molecular structure of HD+ 2 is determined by using the model.     

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。     

氘氢混合气体的高频离子源中H2D+与D+2的比例实测研究

分子离子H2D+在天体物理和天体化学研究中有重要意义,但在实验研究中不可避免混入D+2从而对实验结果产生影响.本文采取产物对比与分析的方法,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H2D+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.本文所采用的方法将对类似的研究提供有益的借鉴和启发.     

Geometric structure of N2Oq+ (q = 5, 6) studied by Ne8+ ion-induced Coulomb explosion imaging

We report the study on the complete three-body Coulomb explosion (CE) of N₂O^q+ (q = 5, 6) induced by 56-keV/u Ne⁸⁺ ion collision with N₂O gaseous molecule. Six CE channels for N₂O⁵⁺ and seven for N₂O⁶⁺ are identified by measuring three ionic fragments and the charge-changed projectile in quadruple coincidence. Correspondingly the kinetic energy release (KER) and momentum correlation angle (MCA) distributions of three ionic fragments for each of the CE channels are also deduced. Numerical computation is presented to reconstruct the geometric structure of N₂O^q+ prior to dissociation based on the measured KER and MCA. The N-N and N-O bond lengths and the N-N-O bond angles of N₂O^q+ for each of the channels are determined.     

Laser-induced Alignment and Coulomb Explosion of CO2

实验研究了CO₂分子在飞秒强激光脉冲作用下的动力学过程,包括分子取向,隧穿电离和库仑爆炸,激光强度从1×10¹³W/cm²变化到6×10¹⁴W/cm². 当激光强度小于分子的电离阈值时,CO₂分子的非绝热转动激发形成一个相干转动波包,波包演化导致分子沿激光电场方向取向. 激光脉冲结束后,分子取向可以周期性地再现,利用另一束激光可以对取向结构进一步进行修饰. 当激光强度大于分子     

氢分子离子在库仑爆炸中核动力学的同位素效应

在非Born-Oppenheimer近似条件下,通过数值求解一维含时薛定谔方程,理论模拟了H+2和HD+在相同激光条件、相同的核初始振动态条件下的库仑爆炸核动能释放谱.通过比较H+2和HD+库仑爆炸核动能释放谱中谱峰值位置的相对变化,研究了H+2在库仑爆炸中核动力学的同位素效应.数值结果表明:同位素效应在很大程度上依赖于分子离子核初始振动态的选取;特别当初始振动态v=5时,出现了特殊的同位素效应.