利用閾值光電子-光離子符合速度成像研究CF3Cl+離子的解離動力學(xué).pdf

1、本論文的主要內(nèi)容包括:在原有的離子速度圖像處理方法的基礎(chǔ)上，利用Matlab編程和圖形用戶界面(GUI)發(fā)展了一些新的圖像處理方法;利用閾值光電子-光離子符合速度成像對能量選擇的CF3Cl+離子的解離動力學(xué)進(jìn)行了研究;以及初步展示了CH3F+離子閾值光電子-光離子符合成像的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
　　離子速度成像實(shí)驗(yàn)中，解離產(chǎn)生的碎片離子在TOF管的電場中飛行，所成的像最終被CCD相機(jī)采集。若進(jìn)行離子速度切片成像，還需在MCP上施加一個(gè)幾十納

2、秒寬的脈沖高壓，對其進(jìn)行切片探測。整個(gè)實(shí)驗(yàn)采集過程中，TOF管的電場分布，CCD相機(jī)的安裝位置以及MCP的脈沖門寬度都會對采集到的離子速度圖像產(chǎn)生一定影響，使得采集到的圖像在一定程度上不能真實(shí)反應(yīng)三維空間上的離子速度分布情況，這就需要我們在后期設(shè)法對圖像進(jìn)行處理，從而還原出真實(shí)的三維離子速度分布情況。本文作者在原有的離子速度圖像處理方法的基礎(chǔ)上，利用Matlab程序和圖像用戶界面(GUI)發(fā)展了一些新的圖像處理方法，包括對離子速度圖像的

3、扭曲進(jìn)行調(diào)整以及對離子速度切片成像實(shí)驗(yàn)中的通道分支比進(jìn)行修正。
　　氟氯甲烷是大氣環(huán)境中的重要化學(xué)分子，在紫外光作用下，產(chǎn)生的氯原子對臭氧的消耗有重要影響。相對中性分子的研究而言，其離子的光解離機(jī)理和碎片能態(tài)分布至今仍少有報(bào)道。針對此類分子離子解離動力學(xué)研究的需求，本論文主要利用了自行研制的閾值光電子-光離子符合成像譜儀，開展了CF3Cl+離子不同電子態(tài)的解離動力學(xué)研究，通過對內(nèi)能選擇的分子離子解離產(chǎn)物碎片進(jìn)行離子速度成像的分析，

4、獲取其解離過程的能量分布和解離機(jī)理，具體內(nèi)容如下:
　　利用閾值光電子-光離子符合速度成像技術(shù)研究了CF3Cl+離子在12.10-18.30eV范圍內(nèi)的解離動力學(xué)，閾值光電子-光離子符合飛行時(shí)間質(zhì)譜和CF3+離子的符合速度切片成像都得到了觀測。符合質(zhì)譜顯示CF3Cl+離子的基態(tài)X2E是一個(gè)具有淺勢阱的束縛態(tài)，且解離閾上只產(chǎn)生CF3+離子。電子激發(fā)態(tài)A2A1/B2A2，C2E和D2E都是完全解離的，其中A2A1/B2A2態(tài)的解離產(chǎn)物

5、主要是CF3+碎片離子，而C2E和D2E態(tài)解離明顯產(chǎn)生CF2Cl+和CF3+兩種碎片離子。本文通過對產(chǎn)物碎片CF3+進(jìn)行三維閾值光電子-光離子符合切片成像，獲得了解離過程中釋放的總平動能分布以及CF3+碎片離子的角分布。在弗蘭克-康登區(qū)域，X2E態(tài)的CF3Cl+離子解離釋放的總平動能滿足Maxwell-Boltzman分布，而A2A1/B2A2，C2E和D2E態(tài)解離釋放的總平動能均由統(tǒng)計(jì)解離和快速/非統(tǒng)計(jì)解離兩部分組成。結(jié)合計(jì)算得到的C

6、F3Cl+離子沿C-Cl鍵長變化的勢能曲線，提出了CF3Cl+離子的解離機(jī)理:X2E態(tài)的CF3Cl+離子在高振動能級上振動解離產(chǎn)生統(tǒng)計(jì)分布的CF3+離子。A2A1/B2A2態(tài)的CF3Cl+離子解離包括三部分:B2A2態(tài)的CF3Cl+離子直接沿C-Cl鍵快速解離;一部分A2A1態(tài)的CF3Cl+離子先非絕熱耦合至附近的排斥態(tài)上，然后快速解離;另一部分A2A1態(tài)的CF3Cl+離子先內(nèi)轉(zhuǎn)換至基態(tài)X2E的高振動能級上，再振動解離。C2E和D2E態(tài)

7、的CF3Cl+離子均先內(nèi)轉(zhuǎn)換到低能電子態(tài)，再沿低能電子態(tài)進(jìn)行振動或快速解離。
　　在12.30-19.80 eV激發(fā)能范圍內(nèi)，閾值光電子-光離子符合成像技術(shù)同樣被用來進(jìn)行了CH3F+離子的解離動力學(xué)研究，脫H的通道和脫F的通道都得到了觀測。符合質(zhì)譜顯示CH3F+離子的基態(tài)X2E是一個(gè)束縛態(tài)，解離閾之上CH3F+離子解離主要產(chǎn)生碎片CH2F+離子;電子激發(fā)態(tài)A2A1，B2E都是完全解離的，解離產(chǎn)物主要是CH3+碎片離子。我們分別對產(chǎn)