离子速度成像在阈值光电子-光离子符合测量中的应用和改进

在阈值光电子-光离子符合质谱中, 通过增加离子检测端的电极板, 并调整相对电压形成渐增的加速电场, 获得了很好的离子速度聚焦效果. 通过这种电场, 使得具有较大平动能的离子团沿飞行方向逐渐膨胀的同时, 在垂直于飞行方向受到电场的束缚, 最终在探测器的表面实现速度聚焦, 形成缩小的图像(即速度成像的放大倍率N<1), 从而确保谱仪能够同时获得较高的平动能分辨率和质量分辨率. 应用这种缩小的速度聚焦电场, 我们研究了振动态选择的O₂ (B²Σ_g^-)离子解离动力学, 获得了碎片离子O在阈值光电子-光离子符合条件下的三维时间切片图像, 并通过比较两个解离通道所产生的O不同的平动能分布, 证实了这种离子透镜电场在较宽的离子平动能范围内能够始终保持良好的速度聚焦效果.     

振动态选择的NO2+离子e3B2态解离生成氧离子通道的动力学

结合最新的阈值光电子-光离子符合速度成像技术和同步辐射光电离, 开展了振动态选择的NO₂⁺离子e³B₂态解离动力学研究. 在18.8-19.2 eV范围内获得的NO₂⁺离子e³B₂态的振动分辨阈值光电子谱与前人结果基本符合, 而由e³B₂态(0,0,0)和(1,0,0)振动能级解离生成的O⁺碎片离子的符合速度成像清楚地显示出多个圆环结构, 表明解离过程中生成了多种具有不同速度的O⁺离子, 对应中性解离碎片NO分子处于不同的内态. 通过速度和角度积分, 我们分别获得了解离过程中释放的总平动能分布和O⁺离子的角度分布, 其中两振动态选择的NO₂⁺离子解离生成的NO分子X²Π态振动分布十分相似, 主要布居的振动量子数为3-5. 解离释放的可资用能近似平均分配到碎片的平动能和内能, 其中碎片总平动能约占52%, 内能约占48%. 此外, O⁺离子的各向异性参数β约为0.3, 且不随NO(X²Π)振动量子数而剧烈变化.     

离子速度成像方法研究二溴甲烷的紫外光解动力学

利用二维离子速度成像(Ion-Velocity Imaging)方法对二溴甲烷分子在234和267 nm附近的光解动力学行为进行了研究. 实验中得到了二溴甲烷光解产生的Br^*(²P_1/2)和Br(²P_3/2)在不同波长下的角度和平动能分布. 在平动能分布中发现两个高斯分布, 推测其中主要是C—Br的快速解离, 而高能宽分布则来自于CH₂Br自由基的二次解离过程. 通过角度分布得到了Br^*与Br中来自直接解离和非绝热交叉跃迁两种来源的比例. 结果表明Br^*原子主要来自于B₁态的直接解离, 而Br则绝大部分是从B₁态向A₁的非绝热交叉跃迁得到, 并导致了两种解离通道能量分布的差别.     

氧硫化碳在230 nm光激发下的S(~3P)解离通道

在230nm激光激发下,氧硫化碳(OCS)分子迅速解离生成振动基态但高转动激发的CO(X~1∑_g~+,v=0,J=42-69)碎片,并通过共振增强多光子电离技术实现其离子化。通过检测处于J=56-69转动激发态CO碎片的离子速度聚焦影像,我们获得了各转动态CO碎片的速度分布和空间角度分布,其中包含了S(1D)+CO的单重态和S(~3P_J)+CO三重态解离通道的贡献。不同的转动态CO碎片对应三重态产物通道的量子产率略有不同,经加权平均我们得到230 nm附近光解OCS分子中S(3P)解离通道的量子产率为4.16%。结合高精度量化计算的OCS分子势能面和吸收截面的信息,我们获得了OCS光解的三重态解离机理,即基态OCS(X~1A')分子吸收一个光子激发到弯曲的A~1A'态之后,通过内转换跃迁回弯曲构型的基电子态,随后在C-S键断裂过程中与2~3A"(c~3A")态强烈耦合并沿后者势能面绝热解离。     

用光电子成像技术研究CU^-的飞秒双光子光脱附过程

用光电子成像技术研究了Cu^-的飞秒双光子光脱附过程．光脱附产生的光电子能量分布和角度分布通过光电子成像直接获得．实验发现,在光强为6．0×10^10W／cm^2下,双光子光脱附通道的光电子角度分布随激光波长出现剧烈的变化．通过低阶微扰理论和实验结果对比分析,Cu^-的双光子脱附产生的光电子角度分布特征可以归结于脱附过程中Cu^-的s和d轨道波函数之间的干涉效应．通过分析光电子角度分布特征,获得了不同波长下s和d轨道波函数对双光子脱附过程的贡献,该结果符合Wigner阈值理论的预期．     

Ar+和trans-/cis-C2H2Cl2解离电荷转移反应的离子速度成像研究(英文)

本文利用离子速度成像方法研究了Ar⁺和trans-/cis-C₂H₂Cl₂的解离电荷转移反应,根据产物离子影像明确了三个反应通道的解离机制.其中,脱氯碎片离子C₂H₂Cl⁺是主要产物,大多数分布在靶分子附近,表明解离过程主要是在大碰撞参数下通过能量共振的电荷转移后发生;同时,有少量的C₂H₂Cl⁺分布在质心附近,这是由C₂H₂Cl₂和Ar⁺在小碰撞参数下发生的紧密碰撞导致的.次要产物C₂HCl⁺展现出与C₂H₂Cl⁺相似的速度分布.而截面最低的产物C₂HCl₂⁺经历了大碰撞参数下的能量共振电荷转移后快速脱氢,基...     

离子速度成像方法研究溴代环己烷的紫外光解动力学

利用二维离子速度成像方法对C6H11Br分子在234 nm附近的光解动力学行为进行了研究. 通过(2+1)共振增强多光子电离探测了光解产物Br*(2P1/2)和Br(2P3/2), 得到它们的相对量子产率. 从光解产物Br*(2P1/2)和Br(2P3/2)的速度图像得到了能量和角度分布. 结果表明, Br*原子主要来自于S1态的直接解离, 而Br则绝大部分是从S2态向T3态的系间交叉跃迁得到, 并导致了两种解离通道能量分布的差别. 实验发现C6H11Br分子解离过程中大部分能量都转化为内能, 但与其它长链溴代烷烃分子相比, 可资用能更多地被分配到平动能中, 结合软反冲模型分析了这种能量分配跟环烷基的构象和稳定性的关系.     

离子速度成像方法研究碘代正戊烷的紫外光解动力学

利用离子速度成像方法对n-C5H11I分子在266和277 nm下的光解动力学进行了研究. 实验分析了I*(5p 2P1/2)和I(5p 2P3/2)的离子影像, 得到其相应速度、角度分布和相对量子产率, 并根据相对量子产率和角度分布计算了不同解离通道的比例. 实验发现n-C5H11I的3Q0和1Q1态之间存在较强的耦合效应, 并且随着波长的减小, 这种非绝热耦合作用有递增的趋势. 由离子影像(I*和I)的角度分布结果发现, 在同一解离激光波长下I*的各向异性参数β值比I的β值小, 其中I*主要由3Q0直接解离产生, 而I绝大多数是由分子先跃迁到3Q0再经过3Q0→1Q1的非绝热耦合产生.     

离子速度成像方法研究C8H17Br分子的光解动力学

用离子速度成像方法, 研究了长链C8H17Br分子在234 nm激光下的光解过程. 通过2+1共振增强多光子电离探测了两种光解产物Br*(2P1/2)和Br(2P3/2), 得到了它们的相对量子产率. 从光解产物Br*(2P1/2)和Br(2P3/2)的速度图像得到了能量和角度分布. 并根据相对量子产率和角度分布, 计算了不同解离通道的比例. 实验发现C8H17Br分子解离过程中大部分能量都转化为内能, 该能量分配可以较好地用软反冲模型来解释, 并分析了这种能量分配跟烷基大小的关系.