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Cs 2 分子光电离及S + +H 2 →SH + +H反应的量子动力学研究

发布时间:2021-09-23 17:17
  由于激光场与分子的相互作用在物质结构探测、量子计算、受控化学反应、大气环境治理、国防军事建设等方面具有广泛的应用价值,因此,在实验和理论上关于激光与分子相互作用课题备受关注,随着激光技术的发展,相关的研究成果也越来越多。分子反应动力学是从原子、分子层面出发,研究分子反应过程中各种瞬态物质的结构、性质和作用。利用态-态反应动力学进行分析,以及对分子相干态内在机制的深入研究,我们对化学反应的内在的机理有了更清晰的认识。在该领域实验研究发展的同时,国际上量子化学和动力学理论计算的研究水平迅速提高。随着理论计算技术和计算能力的提高,量子化学方法得到了越来越多的应用,由此我们可以对分子体系的激发态结构与性质进行理论模拟计算。本篇学位论文是基于量子含时波包方法来研究双原子分子在激光场中的电离过程以及量子态-态的方法研究精确势能面上的动力学行为。主要工作概括如下:第一章,我们简要阐述了有关分子反应动力学的研究意义、背景以及进展。第二章,我们主要介绍了波包动力学以及通过含时波包的方法求解薛定谔方程。在波包传播过程中采用劈裂算符-傅立叶变换方法来传播波包。第三章,讨论了具有双势阱结构的Cs2<... 

【文章来源】:山东师范大学山东省

【文章页数】:52 页

【学位级别】:硕士

【部分图文】:

Cs 2 分子光电离及S + +H 2 →SH + +H反应的量子动力学研究


CPA(chirpedpulseamplication)技术原理图[18]

光电效应,光子


8领域,借助飞秒激光技术探测技术来研究光合反应中心的传能、转能;4在通讯方面,超短脉冲激光的信息传输、处理与存储能力也较之前得到较大的提升。最后,在实用领域,大规模集成电路芯片模板修复、航空涡轮发动机叶片钻孔、纳米尺度光电器件制造、视力矫正眼科手术等领域的应用也是方兴未艾,影响重大。1.4飞秒激光场中光电离动力学简介通过激光与分子的相互作用可以获得分子的动力学信息,利用脉冲激光的超短脉宽,可以对分子结构和运动进行飞秒尺度的实时观测,甚至可以对分子的运动进行控制。其中光电离是研究激光与原子分子相互作用的基本方法之一。几种常见的现象有:多光子电离、隧穿电离、越垒电离、高次谐波以及库仑爆炸等等,这些现象为人们研究分子运动提供了更多的途径[19-23]。图1-2光电效应与多光子电离在爱因斯坦光电效应理论中一般认为,一个原子中的电子只能吸收一个光子来挣脱原子的束缚。1931年,德国科学家Goeppert-Mayer预言了电子吸收两个光子发生跃迁的可能性[24-25]。得益于激光技术的出现,科学家们才在实验室上发现了多电子电离的痕迹。处于束缚态的电子吸收光子获得足够的能量,就可以从基态跃迁到激发态或者离子态。图1-2表示了光电效应与多光子电离。被激发到连续态的电子可以继续吸收光子形成等间隔能量的阈上电离电子峰。这一现象被称为阈上电离[26-28]。山东师范大学硕士学位论文

隧穿,势垒


山东师范大学硕士学位论文9图1-3隧穿电离(a)与越垒电离(b)根据隧穿电离定义,波包能够越过能量比自身高的势垒,从而到达连续态。图1-3提供了氢原子的隧穿电离这一过程,此处的点线即无外场作用时的库仑势,虚线表示外加激光场,实线表示在有外场作用下原子的库仑势。在激光作用下,势垒的高度会下降,宽度会变小,为波包穿过势垒发生电离创造了可能。当激光强度继续增强时,势垒高度会进一步降低,宽度也会随之减小,如果势垒的最高点低于原子基态能量随即发生电离,称为越垒电离。

【参考文献】:
期刊论文
[1]超短脉冲激光及其相关应用的一些基本知识[J]. 朱晓农,包文霞.  中国激光. 2019(12)
[2]Theoretical prediction of energy dependence for D+BrO→DBr+O reaction:The rate constant and product rotational polarization[J]. 张莹莹,解廷献,李泽瑞,石英,金明星.  Chinese Physics B. 2015(03)
[3]飞秒激光及光钟[J]. 梁志国,严家骅,张大治,张大鹏,胡春艳,李国栋.  计测技术. 2010(01)
[4]磷钨酸铯盐催化合成单十二烷基磷酸酯[J]. 郭麦平,任晓乾,王军.  石油化工. 2007(04)

硕士论文
[1]飞秒强激光场中双原子分子电离特性的研究[D]. 荆达.大连理工大学 2017
[2]强场下SH基共振增强多光子电离的含时理论研究[D]. 岳大光.山东师范大学 2009



本文编号:3406104

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