小分子單電離和雙電離的實驗和理論研究.pdf

1、本論文主要介紹了利用同步輻射真空紫外光電離和光吸收譜，結(jié)合量子化學計算，從實驗和理論上研究小分子的單電離和雙電離，同時還介紹了國家同步輻射實驗室原子分子物理光束線氣體濾波器的研制、安裝和調(diào)試工作。 第1章主要介紹了原子分子領(lǐng)域的光電離和光吸收研究概況，并給出了絕熱電離能、垂直電離能、超激發(fā)態(tài)、光電離界面、原子分子的里德堡態(tài)、離解與預(yù)離解的概念。隨后介紹了雙電離和離解的研究概況。然后也對實驗研究方法如光電離質(zhì)譜、熒光光譜、光吸收譜

2、、光電子譜和符合技術(shù)進行了介紹。最后簡單介紹了量化計算的方法和理論。 第2章主要介紹了國家同步輻射實驗室原子分子實驗線站光電離和光吸收實驗使用的裝置和技術(shù)。首先概述了同步輻射光源的特點及應(yīng)用。隨后介紹了原子分子光束線的光學元件和性能參數(shù)，光束線由插入件波蕩器提供高亮度的真空紫外波段(7.5-124 eV)輻射。最后概述了原子分子實驗站使用的裝置和技術(shù)，介紹了超聲分子束技術(shù)、反射式飛行時間質(zhì)譜儀以及多級光電離吸收室的原理和技術(shù)。

3、 第3章由于原子分子光束線由波蕩器提供真空紫外輻射，由此帶來了高次諧波問題，為了提高原子分子光電離和光吸收數(shù)據(jù)的可靠性，從而更精確研究分子光譜結(jié)構(gòu)。我們采用了氣體濾波器裝置來抑制高次諧波的干擾。因此我們在第三章介紹了氣體濾波器的研制、安裝和調(diào)試。為了有效消除波蕩器產(chǎn)生的高次諧波的影響，同時維持光束線及儲存環(huán)超高真空環(huán)境，并根據(jù)原子分子物理光束線實際情況，我們采用了二級差分抽氣系統(tǒng)及大抽速的差分泵來設(shè)計氣體濾波器系統(tǒng)。調(diào)試結(jié)果表明氣

4、體濾波器的研制達到了預(yù)期目標，滿足了實驗要求。 第4章利用同步輻射和多級電離吸收室技術(shù)，在真空紫外波段630～900A測量了CO的VUV光吸收譜，得到CO分子的電離閾值。根據(jù)光吸收譜，結(jié)合量子虧損理論計算，對其光吸收譜的電子態(tài)振動躍遷Rydberg系列進行了指認。與以前的研究結(jié)果相比較，我們的光譜分辨更高，可清楚的地分辨出CO分子的光譜結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)信息更豐富和精確。不僅擴充了原有Rydberg系列和振動序列，而且探索性地指認了新的

5、序列。這些光譜數(shù)據(jù)可為大氣層和天體物理等研究提供參考數(shù)據(jù)。 第5章利用同步輻射真空紫外光電離技術(shù)，結(jié)合超聲分子束和反射式飛行質(zhì)譜儀，研究了14-41 eV能量范圍內(nèi)CO的光電離和離解過程，結(jié)合理論計算，詳細討論了CO的預(yù)離解和離解過程，并指認了解離過程中一些離子態(tài)和動力學過程。 第6章利用同步輻射真空紫外光電離質(zhì)譜和光電離效率譜，獲得了一些小分子的雙電離能，同時我們利用Gaussian-03程序的G2方法計算了這些小分子

6、的絕熱雙電離能。總的來說我們實驗測得的雙電離能與理論計算獲得的絕熱雙電離能比較吻合。通過比較實驗和理論計算的結(jié)果，我們討論這些小分子雙電離的機制。通過與文獻比較，對這些分子發(fā)生雙電離前后鍵長、鍵角和振動頻率的變化也做了討論。 第7章介紹了實驗中首次探測到氟利昂(F-22)的母體二價離子CHF2Cl2+和其主要碎片二價離子(CHCl2+，CF22+和CHFCl2+)。利用同步輻射真空紫外光電離質(zhì)譜和光電離效率譜，獲得了氟利昂(F-