分子的光電離一直是原子與分子物理領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究方向之一。同步輻射光源由于其光源亮度高、光子可調(diào)諧能量范圍廣、準(zhǔn)直性高等特點(diǎn),成為研究分子單光子光電離的有力工具�；谕捷椛涔庠囱芯糠肿拥碾婋x相關(guān)物理過(guò)程、分子電子態(tài)結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)過(guò)程,可以獲得相關(guān)分子的電離機(jī)制、解離通道、離子電子態(tài)特性等信息,有助于解釋分子復(fù)雜的電離過(guò)程所蘊(yùn)含的新的物理機(jī)制,具有十分重要的研究意義。本論文利用同步輻射光源結(jié)合反射式飛行時(shí)間質(zhì)譜技術(shù),對(duì)甲苯,氯苯,氟苯的單光子雙電離過(guò)程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。通過(guò)測(cè)量三種苯取代物在光子能量為22eV-28eV的光電離效率曲線,利用最小二乘法擬合,獲得了甲苯、氟苯和氯苯分子的二次電離限,并和理論計(jì)算結(jié)果吻合較好。在剩余能量Excess energy(光子能量減去二次電離限)為0-16eV之間,詳細(xì)分析了母體二價(jià)離子和一價(jià)離子的比值隨光子能量的變化關(guān)系,并和He原子結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,分析指出在上述光子能量分為,三種苯取代物的物理機(jī)制為Knock-out機(jī)制。我們還觀測(cè)到氯苯及氟苯分子雙電離產(chǎn)率在特定光子能量處的共振增強(qiáng)現(xiàn)象,而甲苯分子則不明顯,表明了分子結(jié)構(gòu)對(duì)單光子雙電離過(guò)程的影響。
【學(xué)位單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：O56
【部分圖文】：

的新的物理機(jī)制，具有十分重要的研究意義。同步輻射光為光源，結(jié)合飛行時(shí)間質(zhì)譜，研究苯取代物（單光子雙電離過(guò)程。本章中我們首先概述原子分子電離、子電離研究以及苯和苯的取代物雙電離研究現(xiàn)狀等。子電離離所需要的能量方式來(lái)講，原子分子電離可以分為以下幾電離 (collisional ionization)是指能量足夠大的光子、電子、離子撞擊氣體中的分子或子中的價(jià)電子釋放出來(lái)而成為陽(yáng)離子的過(guò)程。如圖 1.1 所測(cè)量的時(shí)間和空間尺度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單次碰撞的時(shí)空尺度，因入射粒子在 t=-∞開(kāi)始發(fā)射并通過(guò)散射軌道在 t=0 時(shí)刻和靶

) 單電離(Single Ionization)、雙電離(Double Ionization)及多次電離(MultipleIonization)如圖 1.2 所示，電子在吸收光子能量后脫離原本所在的電子軌道，形成一個(gè)于基態(tài)的離子和一個(gè)自由電子，圖中帶陰影的實(shí)線表示原子分子的電離限Ionization Energy, IE）[18]。如果一個(gè)電子脫離電子軌道則為單電離，對(duì)應(yīng)的能閾值為一次電離限。兩個(gè)電子脫離則是雙電離，對(duì)應(yīng)的能量閾值為二次電離限，個(gè)電子脫離則是多次電離。原子的一次電離限一般在 20eV 以上，而分子的一電離限在幾個(gè) eV 到十幾個(gè) eV 之間，多原子分子二次電離限一般是其一次電限的 2 到 3 倍，多次電離涉及的能量則更高。分子的單電離幾率遠(yuǎn)大于多次電幾率，目前對(duì)于分子雙電離及多次電離的研究遠(yuǎn)沒(méi)有單電離充分。而分子多電涉及到更多電子關(guān)聯(lián)、電離解離通道競(jìng)爭(zhēng)及能量分配等，其電離物理機(jī)制及蘊(yùn)的新現(xiàn)象已成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。

電子在低勢(shì)壘方向上可能通過(guò)隧穿進(jìn)入電離態(tài)而被電離，即為隧穿電離（Tunneling Ionization，TI）[25]（圖1.3（c））。超短強(qiáng)激光與原子分子相互作用中，隧穿電離是一種基本的物理過(guò)程，并由此產(chǎn)生許多新的物理現(xiàn)象，比如：非序列雙電離（Non-sequential DoubleIonization, NSDI）[26]，閾上電離（Above threshold Ionization,ATI）[27]，高次諧波的產(chǎn)生（High-Harmonic Generation, HHG）[28]等等。(a) (b) (c)圖 1.3 單光子電離（a），多光子電離（b）和隧穿電離（c）示意圖
【參考文獻(xiàn)】

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