苯代物的单光子双电离研究

发布时间：2020-10-26 23:17

　　 分子的光电离一直是原子与分子物理领域的热点研究方向之一。同步辐射光源由于其光源亮度高、光子可调谐能量范围广、准直性高等特点,成为研究分子单光子光电离的有力工具。基于同步辐射光源研究分子的电离相关物理过程、分子电子态结构和动力学过程,可以获得相关分子的电离机制、解离通道、离子电子态特性等信息,有助于解释分子复杂的电离过程所蕴含的新的物理机制,具有十分重要的研究意义。本论文利用同步辐射光源结合反射式飞行时间质谱技术,对甲苯,氯苯,氟苯的单光子双电离过程进行实验研究。通过测量三种苯取代物在光子能量为22eV-28eV的光电离效率曲线,利用最小二乘法拟合,获得了甲苯、氟苯和氯苯分子的二次电离限,并和理论计算结果吻合较好。在剩余能量Excess energy(光子能量减去二次电离限)为0-16eV之间,详细分析了母体二价离子和一价离子的比值随光子能量的变化关系,并和He原子结果进行对比,分析指出在上述光子能量分为,三种苯取代物的物理机制为Knock-out机制。我们还观测到氯苯及氟苯分子双电离产率在特定光子能量处的共振增强现象,而甲苯分子则不明显,表明了分子结构对单光子双电离过程的影响。
【学位单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：O56
【部分图文】：

的新的物理机制，具有十分重要的研究意义。同步辐射光为光源，结合飞行时间质谱，研究苯取代物（单光子双电离过程。本章中我们首先概述原子分子电离、子电离研究以及苯和苯的取代物双电离研究现状等。子电离离所需要的能量方式来讲，原子分子电离可以分为以下几电离 (collisional ionization)是指能量足够大的光子、电子、离子撞击气体中的分子或子中的价电子释放出来而成为阳离子的过程。如图 1.1 所测量的时间和空间尺度远远大于单次碰撞的时空尺度，因入射粒子在 t=-∞开始发射并通过散射轨道在 t=0 时刻和靶

) 单电离(Single Ionization)、双电离(Double Ionization)及多次电离(MultipleIonization)如图 1.2 所示，电子在吸收光子能量后脱离原本所在的电子轨道，形成一个于基态的离子和一个自由电子，图中带阴影的实线表示原子分子的电离限Ionization Energy, IE）[18]。如果一个电子脱离电子轨道则为单电离，对应的能阈值为一次电离限。两个电子脱离则是双电离，对应的能量阈值为二次电离限，个电子脱离则是多次电离。原子的一次电离限一般在 20eV 以上，而分子的一电离限在几个 eV 到十几个 eV 之间，多原子分子二次电离限一般是其一次电限的 2 到 3 倍，多次电离涉及的能量则更高。分子的单电离几率远大于多次电几率，目前对于分子双电离及多次电离的研究远没有单电离充分。而分子多电涉及到更多电子关联、电离解离通道竞争及能量分配等，其电离物理机制及蕴的新现象已成为近年来的研究热点。

电子在低势垒方向上可能通过隧穿进入电离态而被电离，即为隧穿电离（Tunneling Ionization，TI）[25]（图1.3（c））。超短强激光与原子分子相互作用中，隧穿电离是一种基本的物理过程，并由此产生许多新的物理现象，比如：非序列双电离（Non-sequential DoubleIonization, NSDI）[26]，阈上电离（Above threshold Ionization,ATI）[27]，高次谐波的产生（High-Harmonic Generation, HHG）[28]等等。(a) (b) (c)图 1.3 单光子电离（a），多光子电离（b）和隧穿电离（c）示意图
【参考文献】

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3 单晓斌;孔蕊弘;王思胜;赵玉杰;张允武;盛六四;郝立庆;王振亚;;NSRL原子分子物理实验线站的性能[J];中国科学技术大学学报;2009年09期

4 曾昭权;;同步辐射光源及其应用研究综述[J];云南大学学报(自然科学版);2008年05期

5 谭伟石;蔡宏灵;吴小山;;同步辐射光源简介[J];常熟理工学院学报;2006年02期

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本文编号：2857664